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MOFs-Derived Flower-Like Hierarchically Porous Zn-Mn-Se/C Composite for Extraordinary Rate Performance and Durable Anode of Sodium-Ion and Potassium-Ion Batteries
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2022-07-31 , DOI: 10.1002/smll.202203964 Peng Zhou 1 , Mingyu Zhang 1 , Liping Wang 2 , Qizhong Huang 1 , Zhean Su 1 , Ping Xu 1 , Renhao Zou 1 , Xiaodong Wang 1 , Cen Zeng 1 , Kaixun Ba 1
Small ( IF 13.0 ) Pub Date : 2022-07-31 , DOI: 10.1002/smll.202203964 Peng Zhou 1 , Mingyu Zhang 1 , Liping Wang 2 , Qizhong Huang 1 , Zhean Su 1 , Ping Xu 1 , Renhao Zou 1 , Xiaodong Wang 1 , Cen Zeng 1 , Kaixun Ba 1
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The slow kinetics and poor structural stability prevent transition metal selenides from being widely used in sodium-ion batteries (SIBs) and potassium-ion batteries (PIBs). Herein, the “flower-like” porous carbon anchored by Zn-Mn binary selenides (ZMS@FC) composites are fabricated by selenizing the modified hierarchically metal-organic frameworks. The 2D conductive hierarchically flakes’ abundant pore structure and multiple active sites shorten the ion diffusion length and promote conductivity, while the synergistic effect of the binary metals and intrinsic large pseudocapacitive contribution effectively improve capacity and rate performance. ZMS@FC composites exhibit impressive rate capability of 294.4 mA h g–1 at 10 A g–1 and excellent cyclic stability with 369.6 mA h g–1 specific capacity retention at 2 A g–1 after 1000 cycling in SIBs. It is noted that 156.9 mA h g–1 can be retained at 5 A g–1 and 227.0 mA h g–1 is remained after 500 cycles at 2 A g–1 in PIBs. The ex situ X-ray diffraction patterns and transmission electron microscopy pictures are used to confirm the conversion reaction processes of the Zn-Mn-Se. Designing high-performance energy storage materials may benefit greatly from the universal synthesis technology of bimetallic sulfide anodes for enhanced SIBs and PIBs.
中文翻译：
MOFs 衍生的花状分层多孔 Zn-Mn-Se/C 复合材料用于钠离子和钾离子电池的非凡倍率性能和耐用阳极
缓慢的动力学和较差的结构稳定性阻碍了过渡金属硒化物在钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）中的广泛应用。在此，通过硒化改性的分级金属-有机框架来制造由 Zn-Mn 二元硒化物 (ZMS@FC) 复合材料锚定的“花状”多孔碳。二维导电分层薄片丰富的孔结构和多个活性位点缩短了离子扩散长度并促进了导电性，而二元金属的协同效应和固有的大赝电容贡献有效地提高了容量和倍率性能。ZMS@FC 复合材料在 10 A g -1时表现出令人印象深刻的 294.4 mA hg -1倍率能力和 369.6 mA hg 的出色循环稳定性在 SIB 中循环 1000 次后，在 2 A g –1下的–1比容量保持率。值得注意的是，PIB 在 5 A g –1下可保持156.9 mA hg –1 ，在 2 A g –1下循环 500 次后，PIB仍可保持227.0 mA hg –1 。异位 X 射线衍射图和透射电子显微镜照片用于确认 Zn-Mn-Se 的转化反应过程。设计高性能储能材料可能会极大地受益于用于增强型 SIB 和 PIB 的双金属硫化物阳极的通用合成技术。
更新日期：2022-07-31
中文翻译：
MOFs 衍生的花状分层多孔 Zn-Mn-Se/C 复合材料用于钠离子和钾离子电池的非凡倍率性能和耐用阳极
缓慢的动力学和较差的结构稳定性阻碍了过渡金属硒化物在钠离子电池（SIBs）和钾离子电池（PIBs）中的广泛应用。在此，通过硒化改性的分级金属-有机框架来制造由 Zn-Mn 二元硒化物 (ZMS@FC) 复合材料锚定的“花状”多孔碳。二维导电分层薄片丰富的孔结构和多个活性位点缩短了离子扩散长度并促进了导电性，而二元金属的协同效应和固有的大赝电容贡献有效地提高了容量和倍率性能。ZMS@FC 复合材料在 10 A g -1时表现出令人印象深刻的 294.4 mA hg -1倍率能力和 369.6 mA hg 的出色循环稳定性在 SIB 中循环 1000 次后，在 2 A g –1下的–1比容量保持率。值得注意的是，PIB 在 5 A g –1下可保持156.9 mA hg –1 ，在 2 A g –1下循环 500 次后，PIB仍可保持227.0 mA hg –1 。异位 X 射线衍射图和透射电子显微镜照片用于确认 Zn-Mn-Se 的转化反应过程。设计高性能储能材料可能会极大地受益于用于增强型 SIB 和 PIB 的双金属硫化物阳极的通用合成技术。
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