V3S4-xSex量子点的结构和缺陷工程,这些量子点被限制在化碳框架中,用于高性能离子存储
Baolin Liu1, Yizhao Li1,2, Hongyu Zhang1
1State Key Laboratory of Chemistry and Utilization of Carbon Based Energy Resources, College of Chemistry, Xinjiang University, Urumqi, Xinjiang, 830017, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|December 28, 2023
概括
富有缺陷的替代的硫化瓦纳量子点 (V3S4-xSex/NC) 显示了先进的离子电池的增强储存. 这些材料具有高容量和稳定性,为改进的储能设备铺平了道路.
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:
- 先进的离子电池 (SIB) 需要高效的电极材料.
- 具有缺陷的量子点尺度金属硫化物对SIB至关重要.
- 碳合材料提高了电极的稳定性和导电性.
研究的目的:
- 为了制造Se替代的V3S4量子点,其离子缺陷被限制在添加碳基质 (V3S4-xSex/NC) 中.
- 调查Se替代和缺陷对离子扩散和储存的影响.
- 评估V3S4-xSex/NC在SIB和离子混合电容器 (SIHC) 中的电化学性能.
主要方法:
- 在V3S4-xSex/NC量子点的合成.
- 电化学表征包括静电循环和速率能力测试.
- 使用V3S4-xSex/NC阳极制造和测试SIHC.
- 理论计算以了解Se对导电性和Na+吸附的影响.
主要成果:
- V3S4-xSex/NC表现出扩大的层间距离和阳离子缺陷,促进Na+扩散.
- 该材料具有高的特定容量 (447 mAh g-1 在0.2 A g-1) 和优异的周期稳定性 (504 mAh g-1 在1000个周期后在10 A g-1).
- SIHC实现高能量/功率密度 (144 Wh kg-1/5960 W kg-1),在4000个循环后保持71%的容量.
结论:
- 在V3S4量子点中的Se替代和缺陷工程显著提高了离子存储性能.
- V3S4-xSex/NC是高性能SIB和SIHC的有前途的阳极材料.
- 这项工作提供了通过缺陷利用来设计用于储能的先进纳米材料的策略.
