成果简介
由于高比容量、高电化学活性和各种电子特性，过渡金属硒化物被认为是锂和钠离子存储的有前途的负极。然而，循环过程中较差的电子导电性和巨大的体积膨胀仍然是其电化学性能受限的原因。本文，北京理工大学陈人杰教授团队在《Small》期刊发表名为“Cobalt Selenide Hollow Polyhedron Encapsulated in Graphene for High-Performance Lithium/Sodium Storage”的论文，研究报道了通过自组装和后续的硒化合成，合成了一种锚定在石墨烯上的CoSe中空多面体（CoSe/G）。
在CoSe/G复合材料中，通过高温原位硒化金属-有机骨架（MOFs）获得的CoSe纳米粒子分布在石墨烯片之间，实现了氮元素掺杂，形成了具有化学键的坚固异质结构。独特的结构确保了结构的稳定性和金属离子的反应动力学。研究人员通过原位和非原位测试技术以及动力学分析对材料进行了分析。制备的CoSe/G用作LIBs和SIBs的负极时，具有高容量、优异的高倍率性能和长寿命循环稳定性。在LIB中提供了732mAhg−1（5Ag−1）的高倍率容量，在SIB中提供了290mAhg−1（5Ag−1）的高倍率容量，表现优于大多数CoSe基材料。此外，NaNFM//CoSe/G全电池具有优异的电化学性能，表明CoSe/G负极在SIBs中具有实际应用价值。
图文导读
图1、a) CoSe/G 合成过程的示意图。b-d) SEM 和 e,f) CoSe/G 在不同放大倍数下的 TEM 图像。g) CoSe/G 的 SAED 模式。h) CoSe/G 的 STEM 和 EDS 映射。
图2、a) XRD 图，b) 拉曼，c) TGA 曲线，以及 d) CoSe/G 和 CoSe 的N 2吸附-解吸等温线。e) CoSe/G 的完整 XPS 调查频谱。f) 高分辨率 Co 2p 光谱，以及 g) CoSe/G 和 CoSe 的高分辨率 Se 3d 和 Co 3p 光谱。h) 高分辨率 C 1s 光谱，以及 i) CoSe/G 的高分辨率 N 1s 光谱。
图3、CoSe/G 电极钠离子存储的电化学性能
图4、SIBs中所制备电极的电化学反应行为。
图5、CoSe/G//NaNFM 全电池的电化学性能
小结
总之，通过简单的 MOF 诱导策略成功制备了包裹在石墨烯复合材料中的均匀分散的 CoSe 空心多面体。NaNFM//CoSe/G 全电池表现出出色的电化学性能，表明 CoSe/G 负极在 SIB 中的实际应用。因此，优异的电化学性能使 CoSe/G 复合材料成为高性能 LIB 和 SIB 的潜在负极。
文献：
https://doi.org/10.1002/smll.202102893
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