1成果简介 

        由于具有巨大的可逆容量，单金属相三元磷/硒化物材料作为先进钠离子电池（SIBs）的高容量负极展现出了广阔的前景。然而，其应用一直受到充放电过程中动力学缓慢及材料粉化等问题的影响，导致倍率性能和寿命不足。为解决这些难题，本文，西北大学王贝贝 副教授、Gang Wang等在 《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》期刊发表了题为 “Ternary FePSe? encapsulated in N-doped graphene aerogel with meliorated electrochemical kinetics properties for high-performance sodium-ion batteries” 的研究。通过磷化/硒化联合方法与水热法，将氮掺杂石墨烯气凝胶（NGA）与三元FePSe3复合，合成了海绵状异质结构FePSe3@NGA。该复合材料被用作钠离子电池（SIBs）的负极。

        得益于增强的电导率和钠离子扩散动力学，以及对体积变形的有效抑制，FePSe3@NGA展现出了优异的钠存储性能。在0.1Ag?1电流密度下循环100次后，FePSe3@NGA的容量为302 mAhg?1；在1Ag?1电流密度下循环600次后，容量为156 mAhg?1，容量保持率为72%。此外，所制备的全电池（Na?V?(PO?)?F?//FePSe?@NGA）表现优异，表明 FePSe?@NGA 具有潜在的实际应用价值。本研究为基于三元金属磷/硒化物的高性能钠离子储能电池电极的进一步发展提供了新的见解。

        2图文导读  

        

        图1、a Schematically synthesized procedure of FePSe3@NGA, b the photograph of FePSe3@NGA supported on a flower; XRD patterns of c Fe PBA and d FePSe3@NGA

        

        图2、SEM pictures of a and b Fe PBA, c and d FePSe3, e and f FePSe3@NGA

        

        图3、a The survey spectrum of FePSe3@NGA; XPS results of b Fe 2p, c Se 3d, d P 2p, e N 1 s, and f C 1 s of FePSe3@NGA

        

        图4、a nitrogen adsorption and desorption isotherms and b pore size distributions of the FePSe3 and FePSe3@NGA

        

        图5、a cycling, b rate, and c long-term cycling properties of FePSe3@NGA and FePSe3 electrodes

        图6、CV profiles of a FePSe3@NGA and b FePSe3 at varied scanning rates; log(i) versus log(ν) diagram of c FePSe3@NGA and d FePSe3, e CV profile and capacitive ratio at 0.1 mV s?1 for FePSe3@NGA, f the capacitive contribution ratios at varied scanning rates

        3小结 

        本研究采用磷化/硒化结合法与水热法，合成了轻质FePSe3@NGA材料。在气凝胶中，FePSe3微粒与NGA均匀复合，形成了三维导电网络。研究表明，FePSe3与NGA的结合增强了电导率，改善了Na+扩散动力学，并减轻了体积变形，从而实现了FePSe3@NGA作为SIBs负极的优异电化学性能。该气凝胶展现出302 mAh g?1的高容量（0.1 A g?1，第100次循环）以及优异的倍率性能（394/377、317/312、 257/254、239/237 和 195/194 mAh g?1，电流密度范围为 0.1–1 A g?1），以及 156 mAh g?1 的长期循环能力（1 A  g?1，第 600 次循环）。此外，由气凝胶与 Na3V2(PO4)2F3 组装而成的整电池展示了 FePSe3@NGA 材料的潜在实际应用价值。

        文献：