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周葦AM：硫修飾多孔Ti3C2-MXene結合原位形成的Cu2Se有效抑制Na-Se電池穿梭效應

鑒于Na的天然豐度和Se的優越動力學，Na─Se電池備受關注，但仍面臨可溶性中間體穿梭效應的問題。

北京航空航天大學周葦等人采用硫球作為犧牲模板，獲得了3D多孔硫修飾的Ti₃C₂-MXene基體，然后首次將其用作納米尺寸的三角形Se載體。

第一性原理計算表明，S修飾的Ti₃C₂與多硒化鈉的結合能增加，表明對中間體的捕獲和限制更好。獲得的Se@S修飾的多孔Ti₃C₂（Se@S─P─Ti₃C₂）在0.1 A g^-1（基于Se）時表現出765 mAh g^-1的高可逆容量，約等于1.2、1.3和1.7倍的Se@多孔Ti₃C₂ (Se@P─Ti₃C₂)、Se@ Ti₃C₂和Se。

它在20 A g^-1時提供了664 mAh g^-1的可觀容量和令人印象深刻的循環穩定性，循環超過2300次，每圈循環的超低容量衰減為0.003%。

圖1 制備及表征

優異的電化學性能可歸因于S改性的多孔Ti₃C₂，它提供了對多硒化物的有效固定，充分利用了納米尺寸的Se，并減輕了鈉化/脫鈉過程中的體積膨脹。

此外，原位形成Cu₂Se可以通過放電過程生成Cu納米顆粒，然后將多硒化物轉化為固相Cu₂Se，進一步抑制穿梭效應。這項工作為固定和轉化多硒化鈉用于高容量和長壽命的Na─Se電池提供了一種實用的策略。

圖2 電化學性能

S-Decorated Porous Ti₃C₂ MXene Combined with In Situ Forming Cu2Se as Effective Shuttling Interrupter in Na─Se Batteries. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202008414

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