开发理想的电极材料，克服Na⁺/K⁺离子离子半径过大引起的电极体积变化大和氧化还原动力学迟缓的关键问题，是钠/钾离子电池（SIBs/PIBs）走向大规模应用的迫切需要。

近日，同济大学杨金虎教授报道了采用金属有机骨架（MOF）作为前驱体和模板剂，通过原位同步磷化/硒化反应合成了一种三元磷硒化钴（CoPSe），即通过原位同步磷化/硒化反应，以纳米颗粒的形式嵌入到层状MOF衍生的N掺杂碳基体（CoPSe/NC）中。N掺杂碳（NC）基体由层状MOF前驱体金属催化碳化反应生成的碳纳米片和碳纳米管共同组装而成。值得注意的是，这是首次合成了具有立方黄铁矿结构的纯相CoPSe，并对其作为SIBs和PIBs负极的本征性质进行了深入的研究。

文章要点

1）与CoSe₂或CoPS相比，三元CoPSe/NC复合材料作为电池负极具有一系列固有的优点：i)与CoSe₂相比，P原子替代Se原子不仅提高了CoPSe的理论Na/K存储容量，而且降低了放电过程中的机械应力；ii）Se和P的存在对CoSe₂中中心金属Co原子的电子结构产生协同作用，增强其电化学反应动力学，降低氧化还原电位，使得全电池的能量密度高于CoSe₂；iii）由于Se原子取代了S原子，CoPSe具有比CoSe₂更高的本征电导率，特别是抑制了穿梭效应。此外，CoPSe/NC复合材料独特的三维层状碳基体不仅可以加速离子和电子的传输动力学，而且可以抑制CoPSe纳米颗粒的聚集，有效地提高了电极的稳定性，缓解了Na/K插入/提取过程中的体积变化。

2）与CoSe₂/NC和COPS/NC相比，CoPSe/NC负极具有更好的综合Na/K储存性能，如优异的循环稳定性和倍率性能。值得注意的是，基于CoPSe/NC负极的钠离子全电池具有274 Wh kg⁻¹的高能量密度，超过了基于CoSe₂/NC的全电池和大多数基于含P、Se或S的二元/三元负极的最先进的Na离子全电池。

参考文献

Yutong Feng, et al, CoPSe: A New Ternary Anode Material for Stable and High-Rate Sodium/Potassium-Ion Batteries, Adv. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adma.202007262

https://doi.org/10.1002/adma.202007262