Structural Stability Boosted in 3D Carbon‐Free Iron Selenide through Engineering Heterointerfaces with SeP Bonds for Appealing Na+‐Storage

硒化物 材料科学 阳极 碳纤维 化学工程 纳米技术 电极 结构稳定性 氧化还原 复合数 复合材料 物理化学 冶金 化学 结构工程 工程类
作者
Ying Xiao,Yue Miao,Shilin Hu,Fenglian Gong,Qingtao Yu,Luoyuan Zhou,Shimou Chen
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (5) 被引量:11
标识
DOI:10.1002/adfm.202210042
摘要

Abstract Iron selenides have emerged as appealing anodes for Na + ‐storage due to their natural abundance, good redox reversibility, and high theoretical capacity. Nevertheless, exploring a carbon‐free iron selenide anode with long‐term stability and high‐rate capability remains an intractable challenge. Herein, a 3D carbon‐free iron selenide electrode is designed by heterointerface with SeP bond engineering strategy to realize outstanding Na + ‐storage performance. Theoretical calculations on the stress deformation confirm the construction of Fe 7 Se 8 /Fe 3 (PO 4 ) 2 not only enables excellent resistance‐to‐deformation ability but also exhibits strong mechanically stable against sodiation–desodiation. Such fascinating properties combined with the accelerated Na + diffusion kinetics and enhanced electronic conductivity endowed by the 3D interconnected framework contribute to impressive cycling stability and superb rate performance for Na + ‐storage. Consequently, the designed 3D Fe 7 Se 8 /Fe 3 (PO 4 ) 2 composite with a high tap density of 0.91 cm 3 g −1 displays a stable specific capacity of 277.1 mAh cm −3 at 30 A g −1 , and outstanding long‐term cycle stability of up to 1500 cycles at 5 A g −1 without obvious capacity decay. The proposed engineering strategy and results provide new insight to design carbon‐free advanced electrodes for future practical applications.

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