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Template-directed synthesis of Co2P/MoSe2 in a N-doped carbon hollow structure for efficient and stable sodium/potassium ion storage

材料科学 阳极 插层(化学) 化学工程 电极 碱金属 电化学 储能 无机化学 物理化学 化学 冶金 有机化学 工程类 物理 功率(物理) 量子力学
作者
Yuyu Wang,Wenpei Kang,Xiangjun Pu,Yucang Liang,Ben Xu,Xiaoqing Lü,Daofeng Sun,Yuliang Cao
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:93: 106897-106897 被引量:96
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.106897
摘要

Multi-component hollow structures with attractive physicochemical properties, often show superior electrochemical performance in alkali-ion batteries. Herein, a template-directed strategy is proposed for synthesis of multi-component hollow nanosphere with Co2P/MoSe2 confined in N-doped carbon (Co2P/MoSe2@NC). This structure markedly improves the kinetics, provides sufficient active sites and accommodates volume expansion, for the large-sized K+/Na+ storage, which is proved by the in-situ and ex-situ transmission electron microscopy measurements. As for sodium storage, a capacity of 230 mAh g−1 over 1500 cycles can be retained at current of 2.0 A g−1, with a capacity retention of 83%. In terms of K+ storage, Co2P/MoSe2@NC anodes display excellent rate capability and ultra-long cycling performance (177.6 mAh g−1 at 1.0 A g−1 for 5000 cycles with a capacity retention of 75%). Based on the analysis of electrode process by comparison of dQ/dV curves and theoretical calculations, the intercalation-conversion reaction for K+ storage is more reversible and the weaker adsorption of K+ on the Co2P/MoSe2 interface can guarantee the stable storage of the K+-ions. High energy density of 43.34 Wh kg−1 at power densities of 22263.7 W kg−1 is delivered in the Co2P/MoSe2@NC//AC potassium-ion hybrid supercapacitor. This indicates that a selenide/phosphide combination can exert useful synergistic effects on the large-sized K+/Na+ storage, and is a promising anode candidate.
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