邵国胜/沈永龙AFM：磷化硒与石墨烯的耦合作为钠离子电池的高容量负极

利用低成本和丰富的材料开发高容量的钠离子电池（SIBs）电极是非常重要的，这有助于提供一种可持续的技术来替代现有的锂离子电池（LIBs）。

图1 材料制备及表征

郑州大学邵国胜、沈永龙等设计了一个简单的球磨工艺来制造高容量的SIB负极，其中大量非晶SeP负载在高导电性晶体石墨烯（HCG）的良好连接框架中。HCG基底能够实现钠离子和电子的快速传输，同时能够容纳SeP活性负极物质的巨大体积变化。Na_xSeP强大的玻璃形成能力有助于防止处Na₂Se和Na₃P超细纳米晶体外的所有稳定化合物结晶。

图2 作为钠离子电池负极的Se₄P₄@HCG和对照样品的电化学特性

因此，优化的SeP@HCG负极在0.2 A g^-1时提供了出色的倍率性能，在0.2 A g⁻¹时为855 mAh g⁻¹，在5 A g⁻¹时为345 mAh g⁻¹。更重要的是，在0.65A g^-1的电流倍率下，经过500次循环后，仍然保持了732 mAh g^-1出色的循环稳定性，其中SeP在这样的长期循环后仍然保持了其理论容量的86%。

另外，当SeP@HCG的负载为4.1 mg cm^-2时，也可以达到2.77 mAh cm^-2的高平均容量。最后，采用工业级的Se、P和HCG粉末对低成本制备先进的钠电池非常有利。

图3 反应机制的分析

Effective Coupling of Amorphous Selenium Phosphide with High-Conductivity Graphene as Resilient High-Capacity Anode for Sodium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202211640

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邵国胜/沈永龙AFM：磷化硒与石墨烯的耦合作为钠离子电池的高容量负极

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