在InSe-PPy中表面封闭和异界面调节与快速电子/离子迁移之间的协同作用,用于离子存储
Penglei Chen1,2, Xiangdong Pei3, Ruyi Liu4
1State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources, College of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi, 830017, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|September 10, 2023
概括
涂上多聚烯 (PPy) 的多层化 (InSe) 纳米片显示出增强的离子电池性能. 这种InSe@PPy复合材料通过优化离子储存和反应机制,提供了卓越的容量和稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 层状化 (InSe) 是一种2D半导体,具有诸如高载体流动性和可调节带隙等有前途的特性.
- 关于InSe的离子储存行为和电化学反应机制的研究有限,这阻碍了其在能量储存中的应用.
研究的目的:
- 设计和合成InSe纳米片封装在聚烯 (InSe@PPy) 中,以提高离子电池的性能.
- 研究InSe@PPy复合材料的电化学反应机制和离子储存行为.
- 为了提高先进的储能应用的结构稳定性和导电性.
主要方法:
- 在现场化学氧化聚合制造InSe@PPy复合材料.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以建模电子转移和离子扩散上的异构结构效应.
- 离子电池的电化学测试 (循环性能,速率能力).
- 现场X射线衍射 (XRD),现场电化学阻抗光谱 (EIS) 和传输电子显微镜 (TEM) 用于机制研究.
主要成果:
- 该InSe@PPy复合材料表现出高可逆容量 (336.4mAhg-1在1Ag-1的500个循环后) 和优异的长期稳定性 (274.4mAhg-1在5Ag-1的2800个循环后).
- DFT的计算证实,异构结构增强了结构稳定性,电导率和Na+扩散.
- 分析显示了一种联合反应机制,涉及循环过程中InSe@PPy的插入,转化和合金化.
结论:
- 该InSe@PPy复合材料显示出作为高性能离子电池的阳极材料的巨大潜力.
- 在聚烯中封装有效地减轻体积变化并改善导电性.
- 了解复杂的反应机制为设计下一代2D基于材料的储能系统提供了洞察力.
