Facile synthesis of NiCoSe2@carbon anode for high-performance sodium-ion batteries

阳极 化学工程 材料科学 碳纤维 锂离子电池的纳米结构 离子 无机化学 复合数 电极 化学 复合材料 物理化学 有机化学 工程类
作者
Liuyang Zhang,Ping Xie,Xilong Zhang,Bicheng Zhu,Tao Liu,Jiaguo Yu
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:662: 1075-1085 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2024.02.112
摘要

Sodium-ion batteries offer significant advantages in terms of low-temperature performance and safety. In this study, we present a straightforward synthetic approach to produce bimetallic selenide NiCoSe2 nanoparticles grown on a three-dimensional porous carbon framework for application as anode materials in sodium-ion batteries. This unique architecture enhances reaction kinetics and structural stability. The three-dimensional interconnected porous carbon network establishes a continuous pathway of electronic conductive, while increasing specific surface area and mitigating volume expansion. Consequently, these features expedite ion transfer and enhance electrolyte interaction. Notably, compared to CoSe, NiCoSe2 exhibits reduced ion transport distances and lower sodium diffusion barriers. Leveraging these attributes, NiCoSe2/N, Se co-doped carbon composite materials (NiCoSe2/NSC) demonstrate a high specific capacity of 320.8 mAh/g, even after 1000 cycles at 5.0 A/g, with a capacity retention rate of 85.1%. The study further delves into the revelation of the reaction mechanism and ion transport pathway through in-situ X-ray diffraction (XRD) analysis and theoretical calculations. The development of these anode materials is poised to pave the way for advancements in sodium-ion battery technology.
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