汉阳大学Ramphal Sharma和Sung-Hwan Han课题组--高性能Li-Se电池：Li2Se阴极作为2D-MoSe2嵌入多层石墨烯的电化学原位还原的嵌入产物

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锂硒（Li-Se）电池具有高能量密度和低成本的优势，因此被认为是下一代电池技术有希望的候选者。本文报道了一种新型的夹层MoSe₂到石墨烯（Gr）Li₂Se基正极材料的电化学嵌入用于室温Li-Se电池。以先进的方法制备了一种在碳材料内部空间受限的Li₂Se正极活性材料以最小化Se化合物的穿梭效应，也通过XRD、XPS、TEM和电化学分析研究证实。通过在二甘醇溶剂中应用密闭回流系统合成起始硫族化物Gr-MoSe₂，将聚丙基紫精作为碳前驱体来源，并使用硒乙酰胺作为Se前驱体，然后在Ar和N₂气氛下煅烧以形成Gr-MoSe₂中间层之间的层。然后，通过电化学还原（锂化过程）Gr-MoSe₂纳米复合材料中的Mo，以得到多层石墨烯结构，并且在硒化锂电池中，硒化物化合物Li₂Se在石墨烯多层内部同时生成。电池的容量衰减率为每100个循环0.04％，在电流密度为1 A/g的整个循环中，库仑效率接近100％。在3 V和0.01 V vs Li⁺/Li间2个循环的预处理步骤之后，报道了Gr-MoSe₂的奈奎斯特图。基于Gr-MoSe₂特性的电导率，这里还报告了新型的Li₂Se阴极，即活性材料中没有炭黑导电添加剂。

Figure 1. （a）PPV-MoSe₂（黑色）和ML-Gr-MoSe₂（红色）的XRD图谱；（b）PPV-MoSe₂（黑色）和ML-Gr-MoSe₂（红色）的拉曼光谱；（c）ML-Gr-MoSe₂的HR-TEM图像；（d）ML-Gr-MoSe₂的C1 高分辨率XPS光谱。

Figure 2. ML-Gr-MoSe₂及其电化学还原生成多层石墨烯结构

Figure 3. （a）ML-Gr-MoSe₂的循环伏安图；（b）在各种施加电流下，ML-Gr-MoSe₂的倍率性能；（c）电流密度为1 A/g时ML-Gr-MoSe₂阴极活性材料的长期循环性能；（d）具有ML-Gr-MoSe₂阴极电池的典型恒电流放电/充电曲线；（e）奈奎斯特图；（f）不含任何导电炭黑的ML-Gr-MoSe₂复合电池的循环伏安图。

相关研究成果于2020年由汉阳大学Ramphal Sharma和Sung-Hwan Han课题组，发表在Electrochimica Acta（doi.org/10.1016/j.electacta.2020.137556）上。原文：High-performance Li-Se battery: Li₂Se cathode as intercalation product of electrochemical in situ reduction of multilayer graphene-embedded 2D-MoSe₂。

转自《石墨烯杂志》公众号



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