【摘 要】
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钾离子电池具有储量丰富、标准电位低以及更小的斯托克斯半径等优点,具有优越的前景,在钾离子电池负极材料中,由于高的理论比容量（660 mAh/g）、宽的工作电压和Sb金属折叠的层状晶格结构,Sb2Se3被视为是一种非常有发展潜力的钾离子电池合金类负极材料。然而,在K+存储过程中,Sb2Se3表现出导电性差、合金化反应体积膨胀大和可逆性差的问题,导致其循环稳定性和倍率性能较差。鉴于此,本论文提出石墨烯
【基金项目】
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国家自然科学基金（编号:5210130199）；
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钾离子电池具有储量丰富、标准电位低以及更小的斯托克斯半径等优点,具有优越的前景,在钾离子电池负极材料中,由于高的理论比容量（660 mAh/g）、宽的工作电压和Sb金属折叠的层状晶格结构,Sb2Se3被视为是一种非常有发展潜力的钾离子电池合金类负极材料。然而,在K+存储过程中,Sb2Se3表现出导电性差、合金化反应体积膨胀大和可逆性差的问题,导致其循环稳定性和倍率性能较差。鉴于此,本论文提出石墨烯复合增强Sb2Se3的策略,借助rGO优异的导电性、对Sb2Se3体积膨胀的缓冲效应及Sb2Se3与rGO强的界面化学键耦合,显著提升了 Sb2Se3负极的循环稳定性和倍率性能。取得的主要进展如下。（1）采用水合肼辅助的一步溶剂热法成功制备了 Sb2Se3/rGO复合材料。揭示了 rGO交联的网络结构能够显著提升Sb2Se3的电子电导率（Sb2Se3:10-6 S/cm2,Sb2Se3/rGO:10-1 S/cm2）,且rGO对Sb2Se3纳米棒的物理限域能够缓冲Sb2Se3纳米棒在与K+合金化过程中的体积膨胀。这两方面的协同作用减弱了电化学极化且降低了电荷转移电阻。因此,Sb2Se3/rGO负极在0.1 A/g的电流密度下,循环100圈后的比容量能够达到218.2 mAh/g。在1 A/g高倍率下,比容量也可以达到107.6 mAh/g。（2）采用直接真空过滤和随后的退火过程成功制备了 Sb2Se3@h-rGO自支撑电极。揭示了界面Sb-O-C键可显著提高Sb2Se3纳米棒合金化反应可逆性和结构稳定性,且Sb2Se3@h-rGO自支撑负极表现出扩散控制的K+存储过程。该负极在0.1 A/g的电流密度下,经过500次循环后容量仍可以稳定在382 mAh/g,远高于纯相Sb2Se3（500次循环后几乎无容量）。
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