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過渡金屬硒化物由于其高比容量和低成本在堿金屬離子電池中得到了廣泛的應用。然而，它們在循環過程中的反應動力學和結構穩定性通常很差，并且鋰/鈉/鉀的存儲行為也存在不明確的差異。

在此，青島大學李山東教授、王霞副教授及東北師范大學吳興隆教授等人通過理論計算和電化學研究證明，與Li⁺和K⁺相比，ZnSe具有更好的Na⁺擴散動力學（包括更低的擴散勢壘、更小的活化能和更高的擴散系數）。

ZnSe基負極的結構設計包括摻氮碳（N,C）和三維有序分層孔（3DOHP），從而形成3DOHP ZnSe@N,C雜化結構，并結合調節的固體電解質界面(SEI)，顯著提高了Na⁺反應動力學，并適應了體積變化。

圖1. 3DOHP ZnSe@N,C雜化物的合成與表征

因此，所得的3DOHP ZnSe@N,C電極表現出出色的倍率性能和良好的循環穩定性。用于鈉離子電池（SIBs）時，該電極在10 A g^-1下800次循環后的容量達到241.6 mAh g^-1，這源于提高的導電性和縮短的離子擴散路徑。

同時形成了超薄且穩定的SEI，有機組分中Na₂CO₃/NaF含量較低，促進了Na₂Se的吸附。此外，原位研究進一步揭示了3DOHP ZnSe@N,C雜化物中的儲鈉機制。這項研究為設計用于SIBs的高性能電極材料提供了新的視角。

圖2. 鈉離子電池的電化學性能

3D Ordered Porous Hybrid of ZnSe/N-doped Carbon with Anomalously High Na⁺ Mobility and Ultrathin Solid Electrolyte Interphase for Sodium-Ion Batteries, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202106194

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李山東/王霞/吳興隆AFM：具有異常高Na+ 遷移率和超薄SEI的ZnSe負極

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