汉阳大学--高性能Li-Se电池:Li2Se阴极作为2D-MoSe2嵌入多层石墨烯的电化学原位还原的嵌入产物

锂硒(Li-Se)电池具有高能量密度和低成本的优势,因此被认为是下一代电池技术有希望的候选者。本文报道了一种新型的夹层MoSe2到石墨烯(Gr)Li2Se基正极材料的电化学嵌入用于室温Li-Se电池。以先进的方法制备了一种在碳材料内部空间受限的Li2Se正极活性材料以最小化Se化合物的穿梭效应,也通过XRD、XPS、TEM和电化学分析研究证实。通过在二甘醇溶剂中应用密闭回流系统合成起始硫族化物Gr-MoSe2,将聚丙基紫精作为碳前驱体来源,并使用硒乙酰胺作为Se前驱体,然后在Ar和N2气氛下煅烧以形成Gr-MoSe2中间层之间的层。然后,通过电化学还原(锂化过程)Gr-MoSe2纳米复合材料中的Mo,以得到多层石墨烯结构,并且在硒化锂电池中,硒化物化合物Li2Se在石墨烯多层内部同时生成。电池的容量衰减率为每100个循环0.04%,在电流密度为1 A/g的整个循环中,库仑效率接近100%。在3 V和0.01 V vs Li+/Li间2个循环的预处理步骤之后,报道了Gr-MoSe2的奈奎斯特图。基于Gr-MoSe2特性的电导率,这里还报告了新型的Li2Se阴极,即活性材料中没有炭黑导电添加剂。

Figure 1. (a)PPV-MoSe2(黑色)和ML-Gr-MoSe2(红色)的XRD图谱;(b)PPV-MoSe2(黑色)和ML-Gr-MoSe2(红色)的拉曼光谱;(c)ML-Gr-MoSe2的HR-TEM图像;(d)ML-Gr-MoSe2的C1 高分辨率XPS光谱。

Figure 2. ML-Gr-MoSe2及其电化学还原生成多层石墨烯结构

Figure 3. (a)ML-Gr-MoSe2的循环伏安图;(b)在各种施加电流下,ML-Gr-MoSe2的倍率性能;(c)电流密度为1 A/g时ML-Gr-MoSe2阴极活性材料的长期循环性能;(d)具有ML-Gr-MoSe2阴极电池的典型恒电流放电/充电曲线;(e)奈奎斯特图;(f)不含任何导电炭黑的ML-Gr-MoSe2复合电池的循环伏安图。

相关研究成果于2020年由汉阳大学Ramphal Sharma和Sung-Hwan Han课题组,发表在Electrochimica Acta(doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137556)上。原文:High-performance Li-Se battery: Li2Se cathode as intercalation product of electrochemical in situ reduction of multilayer graphene-embedded 2D-MoSe2

(0)

相关推荐