钠离子电池过渡金属硒化物负极材料的研究进展

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作者 杨明醒 朱建华 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期16-21,共6页

钠离子电池(SIBs)因其原材料来源丰富,在大规模储能领域具有较强的竞争力,有望成为锂离子电池的重要补充。负极材料是制约钠离子电池发展的关键问题。在众多的钠离子电池负极材料中,过渡金属硒化物(TMSs)有着高理论容量、低成本和环境... 钠离子电池(SIBs)因其原材料来源丰富,在大规模储能领域具有较强的竞争力,有望成为锂离子电池的重要补充。负极材料是制约钠离子电池发展的关键问题。在众多的钠离子电池负极材料中,过渡金属硒化物(TMSs)有着高理论容量、低成本和环境友好的优点,被认为是有希望的候选材料。首先,阐明了TMSs的钠储存机制。然后,阐述了TMSs目前存在的首次库仑效率低、体积膨胀大、导电性差和多硒化物穿梭效应等问题。随后,讨论了相应的改进策略,并详细介绍了TMSs在纳米结构设计、碳包覆、构建异质结和其他方面的最新研究进展。最后,进行了对TMSs的总结和展望。 展开更多

关键词 钠离子电池 过渡金属硒化物 纳米结构设计 碳包覆 异质结

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过渡金属硒化物作为染料敏化太阳能电池对电极催化性能的影响

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作者 过家好 史彦涛 马廷丽 《人工晶体学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1503-1510,共8页

探索和开发廉价替代铂对电极催化材料已经成为染料敏化太阳能电池(DSCs)研究的热点。人们已经证明过渡金属硒化物(TMSes)是一种很有发展潜力的非铂对电极催化材料而在DSCs体系中得以应用。然而目前对过渡金属硒化物作为对电极催化材料在... 探索和开发廉价替代铂对电极催化材料已经成为染料敏化太阳能电池(DSCs)研究的热点。人们已经证明过渡金属硒化物(TMSes)是一种很有发展潜力的非铂对电极催化材料而在DSCs体系中得以应用。然而目前对过渡金属硒化物作为对电极催化材料在DSCs中的研究尚不够深入,同时对硒化物材料还缺乏系统的研究。利用热溶剂法合成了两种过渡金属硒化物Cr_(5.6)Se_8和Hf Se_3并用作高效DSCs对电极催化材料。电化学测试结果表明这两种硒化物对I_3^-/I^-电对的还原反应具有良好的催化活性,组装的器件能量转换效率分别为7.27%和7.52%,与Pt相应器件的性能相当。这一结果进一步证实了硒化物作为对电极材料的可行性,为新型硒化物对电极的研究提供基础。 展开更多

关键词 过渡金属硒化物 染料敏化太阳能电池 对电极 电催化性能 能量转换效率

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过渡金属硒化物超级电容器高性能电极材料的研究进展 被引量：1

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作者 王帅达 刘秀军 张静 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期12047-12052,共6页

过渡金属硒化物具有较高的电导率,并且硒具有低电负性使较弱的金属-硒键更有利于氧化还原反应的发生,是潜在的超级电容器高性能电极材料。本文首先介绍了目前过渡金属硒化物主要的制备方法,然后阐述了提升其电化学性能的优化策略。一方... 过渡金属硒化物具有较高的电导率,并且硒具有低电负性使较弱的金属-硒键更有利于氧化还原反应的发生,是潜在的超级电容器高性能电极材料。本文首先介绍了目前过渡金属硒化物主要的制备方法,然后阐述了提升其电化学性能的优化策略。一方面对制备方法进行优化,通过调控反应物时间、反应温度、电解液组成等因素,调控电极材料的形貌和结构,来提高离子传输效率;另一方面通过(1)二元过渡金属成分的调配,(2)与碳基材料进行复合,以及(3)结构的调控制备高性能电极材料,以提高其电化学性能。最后对其发展前景和重点发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 过渡金属硒化物 高性能电极材料 制备方法 结构调控

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过渡金属硒化物用作锂硫电池正极材料的进展 被引量：1

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作者 秦小茜 吴桐 +2 位作者 杨道通 贾铭勋 刘景海 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2023年第S02期13-17,共5页

锂硫电池以地球中储量丰富的硫为正极,是目前研究最为广泛的电池之一。然而,锂硫电池充放电反应过程中的体积膨胀,多硫化物的穿梭效应以及金属锂腐蚀等问题严重阻碍了其商业应用。在过渡金属基材料中,过渡金属硒化物因具有良好的导电性... 锂硫电池以地球中储量丰富的硫为正极,是目前研究最为广泛的电池之一。然而,锂硫电池充放电反应过程中的体积膨胀,多硫化物的穿梭效应以及金属锂腐蚀等问题严重阻碍了其商业应用。在过渡金属基材料中,过渡金属硒化物因具有良好的导电性、催化性、亲锂性和亲硫性,已成为研究热点,有望成为新型锂硫电池的高效催化剂。但这些过渡金属硒化物与多硫化锂的作用有限,仍需进一步明确其作用机理,以期实现锂硫电池最优的电池性能。 展开更多

关键词 锂硫电池 过渡金属硒化物 穿梭效应

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硒基电化学材料的制备及改性研究进展

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作者 崔文静 许邵帅 +2 位作者 孙兴伟 白杰 李春萍 《材料科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期143-156,共14页

过渡金属硒化物(TMSes)因其独特的结构、较高的理论容量、良好的电化学活性、含量丰富等优点被广泛地应用在电化学能源存储与转化领域中。本文首先综述了TMSes的常见制备工艺,如溶剂(水)热法、电沉积法、模板合成法、气相沉积法等。由... 过渡金属硒化物(TMSes)因其独特的结构、较高的理论容量、良好的电化学活性、含量丰富等优点被广泛地应用在电化学能源存储与转化领域中。本文首先综述了TMSes的常见制备工艺,如溶剂(水)热法、电沉积法、模板合成法、气相沉积法等。由于电极材料的形貌、结构、组分、晶面及光电特性等对其电化学性能有很大的影响,TMSes作为电极材料还存在诸多不足之处,如活性位点暴露得不充分;导电性偏低;测试过程中活性组分易团聚、分解等。因此,本文着重介绍了对TMSes的改性研究,包括形貌调控、晶面调控、缺陷构筑、元素掺杂等,揭示了催化材料体系改性对优化和提升催化性能的重要性。最后,对TMSes的未来发展前景和商业化应用进行了总结与展望,以期望TMSes材料在实际生产中得到更广泛的应用。 展开更多

关键词 过渡金属硒化物 制备工艺 调控策略 超级电容器 电池 电催化

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银包覆过渡族金属硒化物的制备及银基复合材料性能 被引量：2

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作者 施琴 朱和军 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期536-542,共7页

为了提升银基复合材料中各相与基体之间的界面结合强度,改善材料性能,采用化学还原制备银包覆NbSe_(2)及银包覆Ti_(0.09)Nb_(0.91)Se_(2)颗粒,并通过粉末冶金法制备了Ag基复合材料。结果表明:银颗粒均匀分布在过渡族金属硒化物表面,包... 为了提升银基复合材料中各相与基体之间的界面结合强度,改善材料性能,采用化学还原制备银包覆NbSe_(2)及银包覆Ti_(0.09)Nb_(0.91)Se_(2)颗粒,并通过粉末冶金法制备了Ag基复合材料。结果表明:银颗粒均匀分布在过渡族金属硒化物表面,包覆效果好。银包覆处理增加了过渡族金属硒化物与金属基体Ag之间的接触,改善了Ag与过渡族金属硒化物之间的润湿性,减小了Ag与过渡族金属颗粒之间的排斥力,使得过渡族金属硒化物在Ag基复合材料发生分解的可能性大大降低,提高了复合材料的力学性能,增强了过渡族金属硒化物与基体之间的界面结合强度。与含有NbSe_(2)的银基复合材料相比,含有Ag包覆过渡族金属硒化物的银基复合材料的摩擦性能略有下降。 展开更多

关键词 过渡族金属硒化物 复合材料 界面强度 摩擦性能

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MoSe_(2)/Co-MOF/NF复合材料的制备及电催化产氧性能 被引量：5

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作者 商文静 邓鑫 +4 位作者 王炳昊 田翌钦 李香 娄永兵 陈金喜 《无机化学学报》 SCIE CSCD 北大核心 2024年第1期79-87,共9页

设计高效的催化剂对于电解水制氢至关重要。基于过渡金属硒化物(TMSe)的高催化活性和金属有机骨架(MOFs)的灵活结构,我们提出了一种将MOFs与TMSe复合的策略,在导电基底泡沫镍(NF)上生长的复合材料不仅继承了2种单体的优点,还有效地改善... 设计高效的催化剂对于电解水制氢至关重要。基于过渡金属硒化物(TMSe)的高催化活性和金属有机骨架(MOFs)的灵活结构,我们提出了一种将MOFs与TMSe复合的策略,在导电基底泡沫镍(NF)上生长的复合材料不仅继承了2种单体的优点,还有效地改善了MOFs导电性差、TMSe易团聚的缺点。MoSe_(2)/Co-MOF/NF在碱性溶液中展示出优异的电催化产氧活性,在电流密度为10 mA·cm^(-2)时其过电位仅为242 mV,塔菲尔斜率仅为50.64 mV·dec^(-1)。此外,该材料在碱性溶液中经1 000圈循环伏安(CV)循环测试和30 h的恒电压电解测试均表现出良好的稳定性。 展开更多

关键词 电解水 金属有机骨架 过渡金属硒化物 析氧反应

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高性能棒状复合催化剂用于锂氧气电池性能研究

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作者 周伟豪 杨迟好 +1 位作者 罗浩 张大伟 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期92-97,103,共7页

锂氧气电池的正极氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的缓慢动力学过程严重影响了电池性能。因此,设计制备了一种一维纳米棒状CoSe_(2)@Co_(0.85)Se复合材料作为锂氧气电池正极催化剂。结果表明,独特的多孔棒状结构使材料具有高比表面积和... 锂氧气电池的正极氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的缓慢动力学过程严重影响了电池性能。因此,设计制备了一种一维纳米棒状CoSe_(2)@Co_(0.85)Se复合材料作为锂氧气电池正极催化剂。结果表明,独特的多孔棒状结构使材料具有高比表面积和丰富的催化活性位点,复合材料界面上的电子相互作用优化了界面电子结构,有利于电荷转移和反应中间体的吸脱附,从而提高了ORR/OER反应动力学。当该复合材料用于锂氧气电池正极催化剂时表现出优异的放电比容量(14 748 mAh/g)和循环稳定性(231圈)。 展开更多

关键词 锂氧气电池 正极催化剂 过渡金属硒化物 复合材料

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Ni_(0.85)Se@Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC自支撑电极构建及超级电容器性能研究

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作者 薛磊磊 刘淑源 +2 位作者 郑智超 田真 郭丽 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7200-7208,共9页

在“双碳”目标下,储能技术发展备受关注,超级电容器因诸多优点在储能领域占据重要地位。过渡金属硒化物因其高比电容的优势而成为备受关注的超级电容器电极材料。通过两步水热法在Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC(炭布)表面包覆了Ni_(0.85)Se... 在“双碳”目标下,储能技术发展备受关注,超级电容器因诸多优点在储能领域占据重要地位。过渡金属硒化物因其高比电容的优势而成为备受关注的超级电容器电极材料。通过两步水热法在Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC(炭布)表面包覆了Ni_(0.85)Se纳米颗粒得到复合材料,增加了复合材料的活性位点,并且Ni_(0.85)Se的加入显著提升了Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC材料的电化学性能。Ni_(0.85)Se@Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC电极材料在1 A/g电流密度下比电容达1083 F/g,电流密度增大20倍时比电容保持率为84%,优于Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC。8000次充放电循环后容量保持率达81.3%,证实Ni_(0.85)Se@Mn_(x)Co_(2-x)Se_(2)/CC复合材料具有良好的倍率性能和循环稳定性,在超级电容器电极材料应用方面极具潜力,为高性能超级电容器发展提供了方向。 展开更多

关键词 超级电容器 过渡金属硒化物 电极材料 电容性能 倍率性能

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FeSe_(2)-C三维导电复合材料的制备及其电化学性能 被引量：3

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作者 钮准 张学燕 +5 位作者 冯佳伟 金立国 施永辉 余佳艺 李子超 冯志军 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期3470-3477,共8页

过渡金属硒化物因为具有更窄的带隙和线宽、更高的导电性、更大的层间距、更低的成本以及更高的理论容量等优势,在电极材料领域受到了广泛关注。本研究为着重解决FeSe_(2)电极材料可逆容量低和循环稳定性差等问题,设计了在FeSe_(2)阳极... 过渡金属硒化物因为具有更窄的带隙和线宽、更高的导电性、更大的层间距、更低的成本以及更高的理论容量等优势,在电极材料领域受到了广泛关注。本研究为着重解决FeSe_(2)电极材料可逆容量低和循环稳定性差等问题,设计了在FeSe_(2)阳极中掺杂膨胀石墨,形成由互相穿插、堆叠的膨胀石墨片组成的三维导电网络结构,以膨胀石墨为碳源,采用简单有效的溶剂热法制备出FeSe_(2)-C负极材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附法等表征手段,对样品的晶体结构组成、微观结构形貌进行了解析。同时,采用了恒流充放电(GCPL)、循环伏安(CV)以及交流阻抗(EIS)等电化学测试方法,研究了膨胀石墨的掺杂对FeSe_(2)电化学性能的影响。结果表明,FeSe_(2)-C电极呈现出层级结构且储锂能力良好,具有优异的电化学性能和循环稳定性。在0.1 A/g的电流密度下首次放电比容量高达720.5 mAh/g,充电比容量512.3 mAh/g、首次库仑效率71.1%。在5 A/g的电流密度下经过1000次循环后容量仍有339.1 mAh/g,是纯FeSe_(2)电极材料经历相同次数循环后的8.5倍。利用膨胀石墨构筑三维导电网络的技术方法,可以有效改善FeSe_(2)的电化学性能。 展开更多

关键词 FeSe_(2) 三维导电结构 过渡金属硒化物 锂离子电池 电化学性能

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Mo掺杂NiMnSe_(2)的制备及其超级电容器性能 被引量：3

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作者 郝生阳 张雨婷 王晓清 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1091-1102,共12页

成分和结构是影响多元过渡金属硒化物电化学活性的关键因素。适当掺杂其他金属元素可以有效提高电极材料的电化学性能。通过简单的一步水热法,在泡沫镍上制备出了一种无黏结剂的Mo掺杂NiMnSe_(2)(记作Ni_(0.8)Mo_(0.2)MnSe_(2))。Mo的... 成分和结构是影响多元过渡金属硒化物电化学活性的关键因素。适当掺杂其他金属元素可以有效提高电极材料的电化学性能。通过简单的一步水热法,在泡沫镍上制备出了一种无黏结剂的Mo掺杂NiMnSe_(2)(记作Ni_(0.8)Mo_(0.2)MnSe_(2))。Mo的少量掺杂为电极材料提供了丰富的反应活性位点,大大提高了NiMnSe_(2)的电化学性能。在1 A·g^(-1)时,Ni_(0.8)Mo_(0.2)MnSe_(2)的比容量达到1404.0 F·g^(-1)。掺杂Mo显著降低了NiMnSe_(2)的电荷转移电阻和扩散电阻。组装的混合超级电容器Ni_(0.8)Mo_(0.2)Mn Se_(2)//AC(活性炭)比容量达到81.6 F·g^(-1),且倍率性能优异。在2 A·g^(-1)下连续充放电10000周,容量保持率为95.8%,表现出超高的循环稳定性。混合超级电容器Ni_(0.8)Mo_(0.2)MnSe_(2)//AC在376.6 W·kg^(-1)的功率密度下,能量密度达25.5 Wh·kg^(-1),高于NiMnSe_(2)//AC(17.3 Wh·kg^(-1))。 展开更多

关键词 混合超级电容器 过渡金属硒化物 一步水热法

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