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       鈉離子電池具有鈉源豐富、價格低廉的優點，但由于鈉離子半徑大，體積膨脹嚴重，循環穩定性差，限制了其實際應用。在此，我們開發了一種用于高級鈉離子存儲的三維(3D) Ti₃C₂T_x MXene包裹NiSe₂@C中空納米球(NiSe₂@C@MXene)復合材料。MXene在NiSe₂@C中空納米球上的靜電自組裝不僅對碳包覆的NiSe₂提供了雙重結構約束，而且有效地抑制了MXene的自堆積。NiSe₂@C@MXene電極利用高導電的三維層次網絡，具有增強的電化學活性、快速的電化學動態和豐富的空間受限活性位點，具有高可逆性和穩定的結構整合。NiSe₂@C@MXene電極經過4000次循環后，在2000 mA g^-1下提供了327 mA h g^-1的協同增強容量，表明了高倍率性能和長期穩定性。本研究為MXene和鎳基高性能儲鈉電極材料的開發提供了一條新的途徑。
 
  
圖1 NiSe₂@C@MXene復合材料的制造工藝示意圖。
 
  
圖2 (a) Ni(OH)₂空心納米球和(b) Ni@C空心納米球的SEM圖像。(c) NSCM-20%復合材料的SEM圖像、(d) TEM圖像和(e) HRTEM圖像。(f) HAADFSTEM圖像和(g) NSCM-20%復合材料對應的元素映射。
 
  
圖3 (a) NS、NSC、NSCS -10%、NSCS-20%、NSCS-30%復合材料的XRD譜圖。(b) NSCM-20%， NSC, Ti₃C₂T_x MXene的XPS譜圖。(c-f)對應Se 3d, Ni 2p, Ti 2p, C 1s的高分辨率XPS譜。
 
  
圖4. NSCM -20%的電化學性能。(a)掃描速率為0.2 mV s^-1時的CV曲線。(b) 100 mA g^-1時恒電流充放電曲線。(c) 100 mA g^-1循環性能比較。(d)比較不同電流密度下的速率特性。(e)不同電流密度下的充放電曲線。(f)與文獻進行速率容量比較。(g) 2000 mA g^-1循環性能比較。
 
 
圖5 (a)不同掃描速率下NSCM-20%的CV曲線。(b)計算b值，(c)計算0.8 mV s^-1時的電容貢獻，(d) NSCM的電容貢獻總結- 20%。
 
  
圖6 (a)等高線圖，(b) NSCM-20% 20電極的原位XRD圖和充放電曲線。(c) NSCM-20%在周期中的結構優勢示意圖。
  
       相關科研成果由南開大學Yijing Wang等人于2021年發表在Chemical Engineering Journal（https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.132394）上。原文：Composites of NiSe₂@C Hollow Nanospheres Wrapped with Ti₃C₂T_x MXene for Synergistic Enhanced Sodium Storage。

轉自《石墨烯雜志》公眾號