【摘 要】
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随着技术的发展和进步,锂离子电池的发展趋向成熟。但是由于成本较高等问题,研究者把目光转向了钠离子电池。钠离子电池虽然有成本低,钠分布均匀等优点,但是距离实际应用还有着较大的距离。由于石墨负极无法在钠离子电池中表现出良好的电化学性能,目前寻找合适的钠离子电池负极材料是钠离子电池研究的重点。硒化钴材料拥有较高的理论比容量,但是由于充放电过程中存在膨胀效应和导电性差等缺点,需要构建特殊的形貌和元素掺杂进
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随着技术的发展和进步,锂离子电池的发展趋向成熟。但是由于成本较高等问题,研究者把目光转向了钠离子电池。钠离子电池虽然有成本低,钠分布均匀等优点,但是距离实际应用还有着较大的距离。由于石墨负极无法在钠离子电池中表现出良好的电化学性能,目前寻找合适的钠离子电池负极材料是钠离子电池研究的重点。硒化钴材料拥有较高的理论比容量,但是由于充放电过程中存在膨胀效应和导电性差等缺点,需要构建特殊的形貌和元素掺杂进而增加材料的稳定性和导电性。沸石咪唑骨架（ZIFs）材料本身具有稳定的结构和简单的合成方法,是制备硒化钴材料的优良前驱体。本文通过以ZIF-67为前驱体,通过垂直生长或者刻蚀和离子交换制备核壳结构材料,然后经过高温退火和煅烧得到硒化钴电极材料。制备了不同类型的核壳结构材料,例如核壳结构CoSe2/ZnSe/NC@ZnSe/NC、蛋黄壳结构CoSe2/NC@CoNiSe4/NC和多层核壳结构CoSe2,对比了核壳结构材料和非核壳结构材料的电化学性能,和异质结构和非异质结构的性能比较,得出了以下的研究结果:（1）具有核壳结构的CoSe2/ZnSe/NC@ZnSe/NC材料在1 A g-1的电流密度下可以达到308.6 m A h g-1的比容量,循环300圈后容量保持率为89%,在倍率稳定性和循环稳定性上对比不具有核壳结构材料的CoSe2/ZnSe/NC和CoSe2/NC材料都要更好,而具有异质结构的CoSe2/ZnSe/NC材料要比CoSe2/NC材料的电化学性能更好,核壳结构CoSe2/ZnSe/NC@ZnSe/NC在循环后仍然能够保持正十二面体的形貌,且没有发生严重的体积膨胀,且具有较高的赝电容效应,证明了核壳结构和异质结构对提升材料的电化学性能都具有积极作用。（2）蛋黄壳CoSe2/NC@CoNiSe4/NC在0.1 A g-1的电流密度下表现出良好的循环稳定性,经过长循环后仍然保持比容量为577.8 m A h g-1,比异质结构CoSe2/NiSe2/NC和CoSe2/NC材料的电化学表现要更好。通过蛋黄壳CoSe2/NC@CoNiSe4/NC、异质结构CoSe2/NiSe2/NC和CoSe2/NC三种材料的储钠性能对比发现,蛋黄壳结构CoSe2/NC@CoNiSe4/NC表现出了最优异的电化学性能,证明了蛋黄壳结构对材料的倍率稳定性和循环稳定性具有积极作用,且异质结构材料也可以提高材料的性能。（3）多层核壳结构CoSe2在1 A g-1的电流密度下的放电容量为352.9 m A h g-1,且能够保持2000圈,比核壳中空结构CoSe2/NC和CoSe2/NC电极的电化学性能要更加优异,证明多层核壳结构对提高材料的稳定性是有利的。多层核壳结构CoSe2/NC电极展现出了较高的赝电容占比,在1 m V s-1的扫速下时,材料的赝电容占比为92.21%,证明了多层核壳结构材料具有高度可逆的氧化还原反应和快速的离子传输速率。
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