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Hierarchically designed MoWSe_(2)/WO_(3)/C anode for fast and efficient Na+storage

Journal of Energy Chemistry 2023年第5期80卷 291-301,I0008页

作者： Jian Wang Yachuan Shao Fei Yuan Huilan Sun Di Zhang Zhaojin Li S.Ramesh H.J.Woo Bo Wang Centre for Ionics University of Malay1 Department of PhysicsFaculty of ScienceUniversity of MalayaKuala Lumpur 50603Malaysia Hebei Key Laboratory of Flexible Functional Materials School of Materials Science and EngineeringHebei University of Science and TechnologyShjiazhuang 0500000HebeiChina

Exploring anode materials with high energy and power density is one of the critical milestones in developing sodium-ion batteries/capacitors(SIBs/SICs).Here,the Mo and W-based bimetallic organic framework(Mo-W-MOF)with core-shell structure is first formed by a facile strategy,followed by a selenization and carbonization strategy to finally prepare multileveled Mo WSe_(2)/WO_(3)/C anode materials with core-shell petal like curled nanosheet structure.Between the petal(MoSe_(2))-core(WO_(3))structure,the formation of WSe_(2)flakes by partial selenization on the surface of WO_(3)serves as a heterogeneous connection between MoSe_(2)and WO_(3).The enlarged layer distance(0.677 nm)between MoSe_(2)and WSe_(2)can facilitate the rapid transfer of Na+and electrons.The density functional theory(DFT)calculations verify that the Mo WSe_(2)/WO_(3)/C heterostructure performs excellent metallic properties.Ex-situ X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),and transmission electron microscopy(TEM)confirm the activation process from the initial insertion reaction to the later conversion reaction.Resultantly,when employed as the anode of SIBs,a remarkable capacity of 384.3 mA h g-1after 950 cycles at 10 A g^(-1)is performed.Furthermore,the SICs assembled with commercial activated carbon(AC)as the cathode exhibits a remarkable energy density of 81.86 W h kg^(-1)(at 190 W kg^(-1))and 72.83 W h kg^(-1)(at 3800 W kg^(-1)).The unique structural design and the reaction investigation of the electrode process can provide a reference for the development of transition metal chalcogenides anodes.

关键词： Multileveled MoWSe2/WO_(3)/C Structure change Heterostructure Metallic properties enlarged lattice distance The activation process

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