通过应力-电化学耦合重构技术将CuSe2转化为Cu2Se纳米线,以提升钠离子存储性能

【字体: 时间:2025年10月11日 来源:Advanced Functional Materials 19

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  高性能电极材料的发展受限于不可逆结构演变和离子传输动力学受限。本研究通过同步应力-电化学重构策略构建具有超快钠离子传输能力的3D铜硒纳米线,实验和理论分析揭示了CuSe2在压力和电化学循环协同作用下转化为Cu2Se纳米线的机制。沿高能(111)晶面(间距0.329nm)生长的超高比表面积纳米线提供丰富的活性位点,而三维纳米线网络结构有效缓解体积变化和硒物种流失。重构电极表现出573.1mAh/g(0.2A/g)和451.8mAh/g(50A/g)的高倍率性能及581.9mAh/g(300次循环)的优异稳定性,突破了传统合成-组装模式物理限制,实现了活性物质与集流体原子级耦合,提出自适应电极系统新范式。

  

摘要

高性能电极材料的发展通常受到不可逆结构变化导致的容量衰减和离子传输动力学受限的制约。为了解决这些挑战,本研究采用了一种同步应力-电化学重构策略,制备出了具有超快钠离子传输能力的三维硒化铜纳米线。实验和理论分析阐明了在压力和电化学循环双重作用下CuSe2向Cu2Se纳米线转变的同步演变机制。这些纳米线沿着高能(111)晶面(间距0.329纳米)生长,具有丰富的活性位点,能够实现快速的钠离子嵌入/提取。得益于由超细纳米线构成的三维网络结构,该复合材料有效缓解了体积变化和硒化物物种的损失。因此,重构后的电极表现出优异的倍率性能(在0.2 A g?1电流下为573.1 mAh g?1,在50 A g?1电流下为451.8 mAh g?1?1?1)。这种原位应力-电化学重构策略克服了传统合成-组装方法的物理限制,实现了活性材料与集流体之间的原子级耦合,同时为开发自适应电极系统提供了新的途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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