DOI: 10.1039/D0DT03035J
为了寻求一种一维(1D)多孔碳骨架以抑制先进锂-硒电池中的硒,通过液相法和随后的煅烧处理合成了硒-分层多孔碳纤维复合材料(Se-HPCF)。以木质素磺酸钠(LN)作为绿色成孔剂,通过静电纺丝制备了具有独特结构的HPCF,其显示出大表面积和高孔容等特点。作为Li-Se电池的正极材料,Se-HPCF复合材料具有出色的电化学性能。50次循环后,以0.2C的速率保持了533 mAh g-1的可逆容量。此外,Se-HPCF复合材料可提供较高的倍率性能,在5C下具有351 mAh g-1的高比容量。Se-HPCF的一维结构特性增强了其容量保持率和倍率性能,液相熔融扩散法可用于其它相关材料的制备。
图1.HPCF的SEM和(b)明场(BF)TEM图像。
图2.(a)HPCF和Se-HPCF复合电极的N2吸附-解吸等温线,以及相应的(b)BJH和(c)HK孔径分布(插图:Se-HPCF复合材料的相应HK孔径分布)。
图3.(a)Se-HPCF、SeO2和HPCF的XRD图谱。这些图案的背景发生了变化,以便进行更好的比较。(b)Se-HPCF的拉曼光谱。(c)Se 3d XPS光谱。(d)Se-HPCF和HPCF在氮气流下,以10℃/min的升温速率从室温至700℃获得的TGA曲线。
图4.(a,c)HPCF和(b,d)Se-HPCF复合材料的(a,b)SEM和(c,d)TEM图像。(e)Se-HPCF复合物的明场(BF)TEM图像以及相应的C、Se和N元素图。
图5.在0.2C的特定电流速率下,Se-HPCF复合材料、SeO2+HPCF和SeO2电极的循环稳定性。
图6.在0.2 mV s-1的扫描速率下,(a)Se-HPCF复合电极、(b)SeO2+HPCF和(c)SeO2的循环伏安图。
图7.(a)Se-HPCF复合电极、(b)SeO2+HPCF和(c)SeO2在0.2C、1.0-3.0V之间的充电和放电曲线。
图8.Se-HPCF复合电极、SeO2+HPCF和SeO2在5C、1.0-3.0V之间的循环稳定性。
图9.在0.2至5C之间的不同电流速率下,Se-HPCF复合电极、SeO2+HPCF和SeO2的倍率性能。