具有O–Fe–Se配位键的半共格异质界面工程提高电池型超级电容器阳极的容量和倍率

作     者：宋江楠 刘婷 何银娜 王艺伟 张玉晓 孟阿兰 袁相程 王磊 李桂村 赵健 李镇江 Jiangnan Song;Ting Liu;Yinna He;Yiwei Wang;Yuxiao Zhang;Alan Meng;Xiangcheng Yuan;Lei Wang;Guicun Li;Jian Zhao;Zhenjiang Li

作者机构：College of Electromechanical EngineeringCollege of Materials Science and EngineeringQingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China College of Chemistry and Molecular EngineeringQingdao University of Science and TechnologyQingdao 266042China School of Materials Science and EngineeringBeihang UniversityBeijing 100191China 

出 版 物：《Science China Materials》 (中国科学(材料科学(英文版))

年 卷 期：2023年第66卷第5期

页      面：1767-1778页

核心收录：

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：supported by the National Natural Science Foundation of China(52072196,52002199,52002200,and 52102106) the Major Basic Research Program of Natural Science Foundation of Shandong Province(ZR2020ZD09) the Natural Science Foundation of Shandong Province(ZR2019BEM042 and ZR2020QE063) the Innovation and Technology Program of Shandong Province(2020KJA004) Taishan Scholars Program of Shandong Province(ts201511034) the Postdoctoral Innovation Project of Shandong Province(202101020)。 

主　　题：Fe_(2)O_(3)/FeSe_(2)semicoherent heterojunction O-Fe-Se coordination large capacity rate capability battery-type supercapacitor anode 

摘      要：低容量和低倍率限制了电池型超级电容阳极材料的大规模应用.本文通过构建一种具有半共格异质界面特性的Fe_(2)O_(3)/FeSe_(2)纳米结构作为先进的阳极材料来解决这一瓶颈.系列表征和第一性原理计算表明,这种特殊的异质界面不仅能自发产生较强的内建电场,从而提高电子传递速率和OH^(-)离子的吸附能力;还可使得活性物质与OH^(-)之间发生更多的氧化还原反应,并且使该反应体系更容易进行.基于上述优势,所制备出的阳极材料的最大比容量为199.2 mA h g^(-1)(1 A g^(-1)),并且在10 A g^(-1)下仍能保持105.8 mA h g^(-1),同时,经历5000次循环后,其比容量可维持初始值的90.2%.此外,以Fe_(2)O_(3)/FeSe_(2)作为阳极组装的非对称超级电容器在0.8 kW kg^(-1)时的能量密度为52.55 Wh kg^(-1),即使经历15,000次循环,该器件还能维持初始容量的91.2%.我们的工作为设计大容量和高倍率性能的电池型超级电容器阳极材料提供了一种创新性的策略,有望推动过渡金属化合物在储能系统中的大规模应用.