华东理工李春忠/江浩AFM：用于储钾的异质MoSe2/氮掺杂碳纳米阵列

由于价格更低、安全性更高，开发高性能钾离子电池（KIBs）作为锂离子电池的替代品具有重要意义。高能量密度的MoSe₂已被确定为有前途的KIB负极材料，然而其电化学可逆性仍然是一个巨大的挑战。

在此，华东理工大学李春忠教授、江浩教授等人报道了在rGO表面合成了异质 MoSe₂ /N掺杂碳纳米阵列（MoSe₂ @C/rGO）作为KIB的高性能负极材料。研究表明，原子相互重叠的特性确保了放电过程中有丰富的K₂Se/N掺杂碳的异质界面同时削弱了放电产物 (K₂Se) 的K-Se键。

与纯K₂Se相比，K-Se键的长度拉伸了3.9%，角度扩大了19.2%，在充电过程中极大地促进了Mo-Se键的再生。此外，MoSe₂层间距离扩大为1.20 nm，从而实现更快的K离子扩散。

图1. MoSe₂ @C/rGO的合成与表征

因此，这种结构设计不仅加速了K离子扩散和电子转移，而且显著增强了电化学可逆性。MoSe₂ @C/rGO负极材料在0.2 A g^-1下超过200次循环仍实现了402 mAh g^-1的高K离子存储容量。

以1.0和5.0 A g^-1长时间循环1000次后其容量仍可保持307和196 mAh g^-1，保持率分别为90.5% 和83.9%，这是目前报道已知的最优异的KIBs性能。此外，作者结合DFT计算、原位拉曼光谱和非原位XAS分析阐明了在脱钾/钾化过程中该材料的K离子存储机制和结构-性能关系。

图2. MoSe₂ @C/rGO负极材料的储钾性能

Heterogeneous MoSe₂/Nitrogen-Doped-Carbon Nanoarrays: Engineering Atomic Interface for Potassium-Ion Storage, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202110223

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华东理工李春忠/江浩AFM：用于储钾的异质MoSe2/氮掺杂碳纳米阵列

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