業(yè)績(jī)介紹

近年來(lái)，隨著對(duì)電動(dòng)汽車(chē)和電網(wǎng)對(duì)高能密度電池的需求增加，傳統(tǒng)鋰離子電池(300 Wh kg-1)不能滿足市場(chǎng)的發(fā)展，鋰/鈉-硒電池具有相對(duì)較好的電導(dǎo)率(10-3 S cm-1)和較高的理論比容量(675MA)

然而硒的利用率低，庫(kù)侖效率低以及由于聚硒化物的溶解和循環(huán)過(guò)程中明顯的體積變化（約180％）等問(wèn)題嚴(yán)重影響了鋰/鈉-硒電池體系的商業(yè)化應(yīng)用。如果可以有效緩解甚至解決這些問(wèn)題，鋰/鈉-硒電池的電化學(xué)表現(xiàn)將會(huì)極大的提高。

本文，吉林大學(xué)張冬課題組在《Energy Technology》期刊發(fā)表名為“Porous Bamboo‐Derived Carbon as Selenium Host for Advanced Lithium/Sodium–Selenium Batteries”的論文，研究為了解決這些問(wèn)題實(shí)現(xiàn)電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中氧化還原反應(yīng)的穩(wěn)定性，利用竹子作為原材料，氫氧化鈉作為活化造孔劑，制備出了具有高比表面積和孔體積的多孔碳材料（（PBC）），有效緩解了電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的硒的溶解以及體積膨脹等問(wèn)題。Se / PBC電極在Li-Se電池在15 C和Na-Se電池在10 C時(shí)也具有出色的長(zhǎng)期循環(huán)性能和倍率性能。優(yōu)異的性能歸因于PBC的特定3D結(jié)構(gòu)和高電導(dǎo)率，這顯著抑制了穿梭效應(yīng)并增強(qiáng)了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。在此，不僅展示了竹子在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的巨大應(yīng)用潛力，而且還提供了一種有效的方法和低成本策略來(lái)提高鋰/鈉-硒電池的性能。

圖文導(dǎo)讀

圖1、Se n / PBC復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)制備過(guò)程示意圖。

圖2、a）XRD譜圖和b）體Se，PBC和Se 50 / PBC的拉曼光譜。c）SEM圖像，d）TEM圖像，e）Se 50 / PBC 的高分辨率TEM圖像。f）高角度環(huán)形暗場(chǎng)掃描透射電鏡圖像和g–i）Se 50 / PBC 的C，Se和O的相應(yīng)元素映射。

圖3、a）PBC和Se 50 / PBC的N 2吸附和解吸等溫線，b）孔徑分布（Horvath–Kawazoe和Barrett–Joyner–Halenda）。c）Se 50 / PBC的熱重曲線。d）從Se 50 / PBC 獲得的高分辨率Se 3d XPS光譜。

圖4、a）在最初的三個(gè)循環(huán)中，Se 50 / PBC的CV 在0.1 mV s -1。B）放電充電曲線和c）的Se循環(huán)性能50以0.2C d的電流密度/ PBC）速率性能和e）硒的0.5℃的循環(huán)性能50 / PBC鋰硒電池。

圖5、a）在最初的三個(gè)循環(huán)中，Se 50 / PBC的CV 在0.1 mV s -1。B）放電充電曲線和c）的Se循環(huán)性能50以0.2C d的電流密度/ PBC）速率性能和e）硒的0.5℃的循環(huán)性能50 / PBC的Na-Se電池。

小結(jié)

綜上所述，以多孔碳為基料，通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，設(shè)計(jì)并合成了一種先進(jìn)的鋰/鈉-硒電池正極復(fù)合材料。這種性能的改善歸因于其獨(dú)特的大比表面積和大孔徑的三維PBC結(jié)構(gòu)，不僅有利于Li+/Na+離子的傳遞，而且可以緩沖循環(huán)過(guò)程中體積的變化。這項(xiàng)工作為將竹子轉(zhuǎn)化為有用的碳基材料提供了一種簡(jiǎn)便有效的方法，更重要的是，為開(kāi)發(fā)鋰/鈉-硒電池用先進(jìn)碳基材料提供了一種新的可持續(xù)和經(jīng)濟(jì)的方法。

文獻(xiàn)：