DOI: 10.1016/j.mtchem.2022.100849

金属硒化物通过转化反应机理而具有较高的理论容量，是一种很有前途的钠离子电池（SIBs）负极材料。然而，开发具有优异电化学钠离子存储性能的金属硒化物仍然是一个巨大的挑战。在这项工作中，研究者通过静电纺丝和热解技术制备了一种新型自支撑复合材料，其中碳纳米管（CNTs）原位生长在封装NiSe2纳米粒子的N掺杂TiN/碳复合纳米纤维表面上（NiSe2@N-TCF/CNTs）。在这种复合材料中，碳纳米纤维表面的NiSe2纳米颗粒被封装在CNTs中，从而避免了聚集。原位生长的碳纳米管不仅提高了导电性，而且还起到了适应体积膨胀的缓冲作用。纳米纤维内的TiN进一步增强了碳基纳米纤维的导电性和结构稳定性。当直接用作SIBs负极时，NiSe2@N-TCF/CNT电极在1000次循环后的可逆容量为392.1mAh/g，即使在2A/g的高倍率下仍保持在334.4mAh/g。动力学分析表明，优异的钠离子存储性能可归因于快速的Na+扩散和转移速率以及赝电容主导的电荷存储机制。总体而言，这项工作为制造其他电池的高性能负极材料提供了一种新的方法。

图1.（a）NiSe2@N-TCF的SEM图像；（b）NiSe2@N-TCF/CNTs的SEM和（c）TEM图像；（d）单根碳纳米管的TEM和（e）HRTEM图像；（f）NiSe2@N-TCF/CNTs的元素映射图像。

图2.NiSe2@N-TCF/CNTs和NiSe2@N-TCF的（a）XRD、（b）Raman和（c）TG曲线；NiSe2@N-TCF/CNTs的（d）C1s、（e）Ni2p和（f）Se3d光谱。

图3.NiSe2@N-TCF/CNTs电极的电化学性能。（a）扫描速率为0.5mV/s时的CV曲线，（b）不同循环期间的恒电流充放电曲线，（c）NiSe2@N-TCF/CNTs和NiSe2@N-TCF电极在电流密度为0.2A/g时的循环性能，（d）不同电流密度下的倍率性能。

图4.NiSe2@N-TCF/CNTs电极的电化学动力学分析。（a）在不同扫描速率下获得的CV曲线，（b）在特定峰值处的log（i）-log（v）图，（c）0.6mV/s下电容和扩散控制贡献的分离，（d）不同扫描速率下的电容控制贡献率。

图5.（a）两种电极的奈奎斯特图和等效电路拟合曲线，以及（b）低频区域的线性拟合。（c）NiSe2@N-TCF/CNTs和NiSe2@N-TCF电极在放电和充电过程中的GITT曲线以及（d）相应的Na+扩散系数。