基于形态工程与界面调控的双金属硒化物负极材料提升锂/钠离子存储性能的研究

针对过渡金属硒化物负极材料在锂/钠离子电池(LIBs/SIBs)中存在的体积膨胀、导电性差等问题，研究人员通过模板辅助法合成了一种氮掺杂碳包覆的蛋黄壳结构双金属硒化物复合材料(YS Cu2Se-CoSe2@NC@rGO)。该材料通过独特的结构设计和界面调控，实现了1269.1 mA h g?1(LIBs)和437.3 mA h g?1(SIBs)的高比容量，为高性能储能材料开发提供了新思路。

　　

随着全球能源结构转型加速，锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)因其高能量密度和长循环寿命成为储能领域的研究热点。然而，传统石墨负极理论比容量仅372 mA h g^?1，已无法满足日益增长的高性能需求。过渡金属硒化物虽具有较高理论容量，却面临体积膨胀大、导电性差等瓶颈问题。青海大学的研究团队在《Journal of Electroanalytical Chemistry》发表论文，通过创新性的材料设计解决了这一难题。

研究采用模板辅助法构建了氮掺杂碳包覆的双金属硒化物蛋黄壳结构(YS Cu₂Se-CoSe₂@NC@rGO)。关键技术包括：1)溶剂热法制备CuCo甘油前驱体；2)二次溶剂热构建蛋黄壳结构；3)聚多巴胺(PDA)和氧化石墨烯(GO)表面包覆；4)Ar/H₂气氛硒化处理。

【结果与讨论】部分显示：1)材料表征证实了独特的蛋黄壳异质结构形成，内部空隙有效缓冲了体积变化；2)电化学测试表明，氮掺杂碳和rGO的协同作用显著提升了导电性，LIBs中实现1269.1 mA h g^?1的高容量；3)异质界面丰富的缺陷提供了大量活性位点，内建电场优化了离子/电子传输动力学；4)SIBs测试显示437.3 mA h g^?1的稳定性能。

结论部分强调，该研究通过形态工程和界面调控的双重策略，成功解决了金属硒化物负极的关键技术难题。Yu Zhang等研究者开发的YS Cu₂Se-CoSe₂@NC@rGO复合材料不仅展现出卓越的电化学性能，其结构设计理念更为新型储能材料开发提供了普适性方案，对推动高能量密度电池产业化具有重要意义。