Advanced Energy Materials:Cu2Se插层材料纳米片阵列储钠性能研究

插层材料随着二维材料研究,而再次吸引了人们的广泛关注。调节插层剂和插层工艺可有效调控材料在相变、超导、催化、储能等方面的应用。在电化学储能领域,插层材料,通过插层剂来改变层间距,从而可以显著降低离子在电化学反应过程中扩散能垒,可实现提高材料倍率性能。但对于插层材料在精确可控插层技术与合成工艺方面依然存在挑战。

中国科学院金属研究所李峰研究员团队联合郑州轻工业大学方少明教授团队等采用绿色室温插层合成技术,在铜箔表面生长了高质量的单斜Cu2Se插层纳米片阵列。将该材料应用于储钠中,可获得较高的倍率与循环稳定性能。金属硒化物 (MxSey) 具有较硫化物更高的电导率和晶格体积,在钠离子电池应用中具有一定的潜力。而直接生长在作为集流体铜表面上的纳米片阵列,存在定向通道将有助于电解质离子快速传输,并减少导电剂和粘结剂使用。作为插层剂CTAB,进入层状Cu2Se可进一步扩大层间距,进一步降低离子传输阻力,并有效缓冲电化学过程中的体积形变。同时 CTAB也一定程度上,减缓了多硒化物穿梭效应与Cu纳米粒子的生长速率。这种结合层间距调控和纳米片阵列的策略将有助于新材料探索,并为相关的研究提供新的思路。相关结果发表在Advanced Energy Materials (DOI:10.1002/aenm.202000666)上。