石墨烯基納米材料由于石墨烯本身的有趣性質以及石墨烯與活性材料之間的協同效應而成為極有前景的鈉離子電池負極材料。然而，二維石墨烯片隻允許鈉離子沿平行方向快速擴散，垂直方向擴散困難，限制了石墨烯基電極材料的速率能力。為了解決這一問題，研究人員利用成孔工程對石墨烯進行穿孔，同時實作了Co3Se4納米顆粒的原位生長。平面内納米孔的産生突破了石墨烯納米片的實體屏障，使電解質離子在縱向上快速擴散。此外，由于Co3Se4對石墨烯的高親和力，這種設計限制了Co3Se4納米顆粒的聚集。得益于巧妙的結構所賦予的高導電性和快速離子傳輸，Co3Se4/多孔石墨烯在5.0 a g-1時表現出519.5 mAh g-1的顯著速率性能和良好的循環穩定性。研究結果表明，鈉在石墨烯基複合材料中的遷移對提高倍率性能至關重要，該方法可以有效地将石墨烯基納米材料改性為潛在的負極材料。
圖文簡介
(a) Co3Se4/HG的合成工藝示意圖。(b, e)共前體/還原氧化石墨烯，(c, f) Co/HG和(d, g) Co3Se4/HG的FE-SEM圖像
(a, b) TEM圖像，(c, d) HR-TEM圖像，(e) HAADF-STEM圖像及Co3Se4/HG對應的EDS分布。
(a) 0.2 mV s-1時的CV曲線;(b) Co3Se4/HG的GCD曲線。(c) Co3Se4/HG和Co3Se4/rGO的循環性能和(d)速率性能。(e)不同電流密度Co3Se4/HG下的GCD剖面。(f)對比圖。(g) Co3Se4/HG和Co3Se4/rGO電極的長循環性能。
(a) CV曲線，(b) log(i)與log(v)的關系，(c)電容性Co3Se4/HG電極在0.2 mV s-1下的貢獻。(d) Co3Se4/HG和Co3Se4/rGO的電容貢獻比。(e) Nyquist曲線，(f) Z′與ω-1/2之間的線圖，(g) Co3Se4/HG和Co3Se4/rGO的itt曲線。(f) a過程中電壓随時間的響應單電流脈沖。(g) Co3Se4/HG和Co3Se4/rGO的鈉離子擴散系數。
論文資訊
論文連結：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202207752
通訊機關：中國地質大學
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