超晶格应变工程激活层状硒化铜负极插层-转化双储锌机制用于高倍率水系锌离子电池

《Energy Storage Materials》：Superlattice Strain Engineering Activates the Intercalation-Conversion Dual Storage Mechanism of Lamellar Copper Selenide Anodes for High-Rate Aqueous Zinc-Ion Batteries

本文报道了一种通过二乙烯三胺（DETA）插层调控Cu2-xSe超晶格应变的新策略，成功激活了插层-转化双机制储锌行为。该Cu2-xSe–DETA负极在10 A g?1高倍率下仍具有115.0 mAh g?1的高容量，并在50,000次循环后容量保持率达95.3%，展现了其在宽温域（-20~40℃）和弯曲条件下应用于柔性水系锌离子电池（AZIBs）的巨大潜力。

　　

Highlight

Cu_2-xSe–DETA的合成与结构表征

如图1a所示，通过简便的一步辐射还原法合成了Cu_2-xSe和Cu_2-xSe–DETA。具有强穿透能力的高能γ射线有利于材料均匀成核和缺陷构建，其灵活可调的制备参数适用于高效合成。在γ射线照射下，H₂O分子发生辐射分解，产生强还原性的水合电子（e_aq^?），随后与溶液中的SeSO₃^2–反应。

结论

本研究通过一步辐射法制备了DETA分子插层的铜硒化物杂化超晶格。DETA向Cu位点的定向电子转移增强了3d–4p轨道弱杂化，并调控了电荷分布。这种局域电荷排斥诱导了各向同性的晶格应变，从而削弱了Cu-Se键，促进了额外的转化型反应。此外，降低的p带中心有效缓解了库仑相互作用。