影客网络科技|北京大学侯仰龙教授近年来在新能源领域重要工作概览( 二 ) 本文来自微信公众号：X-MOLNews侯仰龙

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图2.三维多孔铜箔及电化学性能表征
2.新型碱金属离子电池
（1）二元过渡金属硒化物用于高性能钠离子电池
过渡金属硫系化合物由于具有较高的容量，已成为钠离子电池极具发展前景的电极材料。然而，有限的周期寿命和较差的倍率性能仍阻碍着它们的实际应用。通过元素结合和碳耦合的巧妙选择来提高纳米结构的电导率，可以获得优异的倍率性能并延长循环稳定性。侯仰龙课题组通过一种独特的方法制备了具有提高固有电导率的分层多孔二元过渡金属硒化物Fe2CoSe4纳米材料（图3）。这样的纳米材料具有层次化的多孔结构，与碳基紧密接触的纳米颗粒，以及良好的内在电导率。通过这些优势的协同作用， Fe2CoSe4纳米材料作为钠离子电池负极具有极为优异的电化学性能（高比容量、长循环寿命和高倍率性能）。其进一步与Na3V2(PO4)3/C正极组装为全电池后，仍表现出相当高且稳定的比容量。此研究开发的合成策略将为生产应用于高性能钠离子电池的二元过渡金属硒化物开辟一条新道路。相关工作发表于AdvancedMaterials杂志（Adv.Mater.,2018,30,1802745）。

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图3.Fe2CoSe4纳米材料形貌及电化学性能表征
（2）自支撑SnO2电极助力高性能钾离子电池
【影客网络科技|北京大学侯仰龙教授近年来在新能源领域重要工作概览】钾离子电池（PIBs）因其丰富的钾资源和低廉的成本被认为是锂离子电池在大规模储能应用中的潜在替代品。然而，由于K+半径大，寻找高容量、高循环稳定性的材料是当前研究的难点。针对这些问题，侯仰龙课题组通过简便的电沉积方法设计并制备了一种自支撑的SnO2@CF复合材料作为PIBs的负极材料（图4）。 SnO2纳米粒子被锚定在3D碳泡沫（CF）上， CF提供了一个三维导电网络，增加了电子转移，防止SnO2纳米粒子在大体积变化后失去电接触。同时， SnO2@CF电极和SnO2纳米粒子的三维多孔结构有利于电解质的渗透和K+的迁移。受益于这些优点， SnO2@CF电极显示出高比容量、出色的循环稳定性和倍率性能。此外，不同扫描速率的循环伏安曲线表明，赝电容行为对钾的高倍率存储性能有重要贡献。最后，通过X射线光电子能谱、X射线衍射和透射电镜等分析手段，系统地研究了SnO2@CF储钾的反应机理。三维电极的设计思想和制备方法可推广到其它金属氧化物/硫化物@碳基复合材料的碱金属离子存储中。相关工作发表于Energy&EnvironmentalScience杂志（EnergyEnviron.Sci.,2020,13,571-578）。

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图4.SnO2@CF示意图及电化学性能表征
以上为侯仰龙教授课题组近年来在新能源材料领域具有代表性的工作成果，其它更多具体详细的信息请参考该课题组网站：
http://nbm.coe.pku.edu.cn

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侯仰龙教授课题组合照