Constructing Iron Vacancies in Thiospinel FeIn2S4 to Modulate Fe D‐Band Center and Accelerate Sodiation Kinetics Enabling High‐Rate and Durable Sodium Storage

阳极 材料科学 双金属片 动力学 电解质 电化学 化学工程 纳米技术 电极 金属 物理化学 冶金 化学 物理 工程类 量子力学
作者
Naiteng Wu,Jinke Shen,Xinliang Zhou,Shuoyan Li,Jin Li,Guilong Liu,Donglei Guo,Wentao Deng,Changzhou Yuan,Xianming Liu,Hongshuai Hou
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:15 (19) 被引量:100
标识
DOI:10.1002/aenm.202405729
摘要

Abstract The bimetallic synergies effect and combined conversion/alloying mechanism endow thiospinel FeIn 2 S 4 with great potential as an anode material for sodium‐ion batteries (SIBs). However, their inconsistent synthesis, severe volumetric expansion, and sluggish reaction kinetics typically lead to unsatisfactory cyclic stability and rate capability. Herein, bimetallic organic framework derived FeIn 2 S 4 @N/S‐C microrods with Fe vacancies is presented for fast, durable, and reversible sodium storage. The presence of Fe vacancies significantly modulates the d ‐band center of Fe and decreases the strength of the Fe─S bond for facilitating the sodiation reaction kinetics jointly. Moreover, a thin and stable solid electrolyte interface film with inorganic‐rich components is formed by Fe vacancies induction. Combined with the N, S co‐doped porous carbon matrix, the optimal sample delivers an excellent rate capability of 381 mAh g −1 at 10 A g −1 and a stable cyclic performance (448 mAh g −1 after 500 cycles at 1 A g −1 ). Furthermore, the assembled full‐cells also exhibit superior electrochemical performance with 87.5% capacity retention after rate and long‐term cyclic evaluations. This work presents a promising strategy for the structural regulation of bimetallic sulfides as advanced anodes for SIBs.
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