黄富强/林天全AEM：钠电SbCrSe3负极，60C循环1万圈容量保持100%！

由于钠资源储量丰富，钠离子电池（SIB）被认为是一种很有前途的大规模储能和转换装置。其中，金属Sb因其低成本、合适的工作电压和高理论容量而被认为是有前途的SIB负极。然而，块状Sb负极在钠化过程中的大体积膨胀（≈390%）会导致Sb颗粒的团聚和粉碎，从而导致较差的循环和倍率性能。

在此，中科院上海硅酸盐研究所黄富强研究员、上海交通大学林天全研究员等人通过典型的固态反应成功合成了一种新型双金属硒化物SbCrSe₃负极，以实现高容量储钠和高倍率性能。

具体而言，作者通过将高容量原子Sb金属引入到用于快速充电应用的刚性Cr-Se框架中而设计了这种双功能Sb-Cr-Se结构单元。

Sb原子的引入导致典型的二维层状CrSe₂结构转变为链状结构，其中Sb-Se键充当“锚”以防止原子Sb迁移和聚集，共价键合主导的Cr-Se基底框架可实现增强的赝电容以用于高倍率应用。

得益于这种双功能结构设计，新型SbCrSe₃负极在0.4 C的电流倍率下提供472 mAh g^-1的高充电容量，并在60 C下超过10000次循环后保持≈100%的容量。

图1. Na⁺储存和动力学分析

动力学分析证实了赝电容主导的快速（解）离过程，这得益于高导电性Cr-Se框架。为了深入了解SbCrSe₃负极的电化学反应机理，作者在50 mA g^-1的电流密度下测量了原位拉曼光谱和XRD，同时还应用HRTEM来确认SbCrSe₃负极放电/充电过程中的相变。

结果表明，当放电至0.01 V时，Se-Sb-Se振动峰逐渐消失，但当充电到3 V时，它会重新出现并支持Sb-Se键的热力学重建。由Sb在钠化时膨胀引起的体积变化可由Cr-Se基底缓冲。充电至3 V后，可恢复结晶SbCrSe₃相，显示出优异的电化学可逆性。

总之，这种双功能结构单元设计策略通过将合金型金属与插层硒化物骨架结合来提高插层氧化还原赝电容，为开发具有高能量/功率密度的SIB负极提供了实用的解决方案。

图2. SbCrSe₃负极的电化学反应机理和相变过程

Toward Extremely Fast Charging through Boosting Intercalative Redox Pseudocapacitance: A SbCrSe₃ Anode for Large and Fast Sodium Storage, Advanced Energy Materials 2022. DOI: 10.1002/aenm.202203187

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