过渡金属硒化物因其高比容量、低成本而广泛应用于碱金属离子电池中。然而，在循环过程中，它们的反应动力学和结构稳定性通常较差。

近日，青岛大学王霞，李山东教授，东北师范大学吴兴隆教授报道了通过理论计算和电化学研究发现，与Li⁺和K⁺相比，ZnSe具有更出色的Na⁺扩散动力学（包括较低的扩散势垒、较小的活化能和较高的扩散系数）。

文章要点

1）ZnSe基负极的结构设计包括掺氮碳（N,C）和三维有序分层孔（3DOHP），从而形成3DOHP ZnSe@N,C杂化结构，并结合调节的固体电解质界面(SEI)，显著提高了Na⁺反应动力学，并适应了体积变化。

2）实验结果显示，得到的3DOHP ZnSe@N,C电极表现出优异的倍率性能和良好的循环稳定性（用于钠离子电池时，10 A g⁻¹下，800次循环后的容量达到241.6 mAh g⁻¹）。出色的性能源于其改善的导电性和缩短的离子扩散路径，并伴随着超薄和稳定的SEI，以及有机成分中的Na₂CO₃/NaF较少，促进了Na₂Se的吸附等优点。

3）研究人员通过原位研究，进一步揭示了3DOHP ZnSe@N,C杂化材料的储钠机理。

本研究为设计高性能SIBs电极材料提供了一个新的视角。

参考文献

Xueying Li, et al, 3D Ordered Porous Hybrid of ZnSe/N-doped Carbon with Anomalously High Na⁺ Mobility and Ultrathin Solid Electrolyte Interphase for Sodium-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202106194

https://doi.org/10.1002/adfm.202106194