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漢陽大學Ramphal Sharma和Sung-Hwan Han課題組--高性能Li-Se電池：Li2Se陰極作為2D-MoSe2嵌入多層石墨烯的電化學原位還原的嵌入產物

鋰硒（Li-Se）電池具有高能量密度和低成本的優勢，因此被認為是下一代電池技術有希望的候選者。本文報道了一種新型的夾層MoSe₂到石墨烯（Gr）Li₂Se基正極材料的電化學嵌入用于室溫Li-Se電池。以先進的方法制備了一種在碳材料內部空間受限的Li₂Se正極活性材料以最小化Se化合物的穿梭效應，也通過XRD、XPS、TEM和電化學分析研究證實。通過在二甘醇溶劑中應用密閉回流系統合成起始硫族化物Gr-MoSe₂，將聚丙基紫精作為碳前驅體來源，并使用硒乙酰胺作為Se前驅體，然后在Ar和N₂氣氛下煅燒以形成Gr-MoSe₂中間層之間的層。然后，通過電化學還原（鋰化過程）Gr-MoSe₂納米復合材料中的Mo，以得到多層石墨烯結構，并且在硒化鋰電池中，硒化物化合物Li₂Se在石墨烯多層內部同時生成。電池的容量衰減率為每100個循環0.04％，在電流密度為1 A/g的整個循環中，庫侖效率接近100％。在3 V和0.01 V vs Li⁺/Li間2個循環的預處理步驟之后，報道了Gr-MoSe₂的奈奎斯特圖。基于Gr-MoSe₂特性的電導率，這里還報告了新型的Li₂Se陰極，即活性材料中沒有炭黑導電添加劑。

Figure 1. （a）PPV-MoSe₂（黑色）和ML-Gr-MoSe₂（紅色）的XRD圖譜；（b）PPV-MoSe₂（黑色）和ML-Gr-MoSe₂（紅色）的拉曼光譜；（c）ML-Gr-MoSe₂的HR-TEM圖像；（d）ML-Gr-MoSe₂的C1 高分辨率XPS光譜。

Figure 2. ML-Gr-MoSe₂及其電化學還原生成多層石墨烯結構

Figure 3. （a）ML-Gr-MoSe₂的循環伏安圖；（b）在各種施加電流下，ML-Gr-MoSe₂的倍率性能；（c）電流密度為1 A/g時ML-Gr-MoSe₂陰極活性材料的長期循環性能；（d）具有ML-Gr-MoSe₂陰極電池的典型恒電流放電/充電曲線；（e）奈奎斯特圖；（f）不含任何導電炭黑的ML-Gr-MoSe₂復合電池的循環伏安圖。

相關研究成果于2020年由漢陽大學Ramphal Sharma和Sung-Hwan Han課題組，發表在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。

轉自《石墨烯雜志》公眾號



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