低工作電壓，高理論容量轉換合金陽極是鉀離子陽極的理想選擇。然而，如何解決變化后合金材料在整個反應過程中的結構變形和體積膨脹問題是一個至關重要的課題。在靜電紡絲過程中加入雙氰胺(DCDA)合成了一種新型氮摻雜石墨烯修飾的FeSe
x-Sb
2Se
3/C納米纖維(FeSbSe-NGCNFs)復合材料。得益于多孔的一維納米結構、石墨烯修飾和富氮摻雜，FeSbSe-NGCNFs作為PIBs的陽極表現出最佳的電化學性能。FeSbSe-NGCNFs在100 mA g
-1時提供了279.9 mAh/g的可逆放電比容量，經過100次循環后容量保持率為87.6%，此外在3000 mA g
-1的大電流下容量高達169.9 mAh/g。經過1000次循環后，復合材料在1000 mA g
-1下保持115.8 mAh/g的容量。這些特殊的循環多重特性的主要原因是多孔結構產生了更多的碳缺陷和活性位點，增加了K
+的存儲容量，加速了K
+的傳輸和電子轉移，以及石墨烯納米片結構增強了導電性和增加了它的比表面積。因此，開發的FeSbSe-NGCNFs作為陽極材料可能會使PIBs受益。
圖1. FeSbSe-NGCNFs復合材料制備過程示意圖。
圖2. FeSbSe-NGCNFs 前體纖維（a）、FeSbSe-CNFs（b）、FeSbSe-NGCNFs（c）和 FeSbSe-0.4NGCNFs（d）的 FE-SEM 圖像；FeSbSe-NGCNFs 的 TEM 圖像（e-f）、HRTEM 圖像（g）、HAADF 圖像（h）和相應的 EDS 元素映射圖像（i-m）。
圖3. (a) FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs 和 FeSbSe-0.4NGCNFs 的 XRD 圖案和 (b) 拉曼光譜。
圖4. （a–b）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs 和 FeSbSe-0.4NGCNFs 的 Brunauer–Emmett–Teller 曲線和相應的孔徑分布曲線；（c）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs 和 FeSbSe-0.4NGCNFs 的 FTIR 光譜。
圖5. FeSbSe-NGCNFs 的 XPS 測量光譜 (a) 和 (b) C1s、(c) N1s、(d) Fe 2p、(e) Sb 3d 和 (f) Se 3d 的高分辨率光譜。
圖6. （a）FeSbSe-NGCNFs的循環伏安曲線；（b）FeSbSe-NGCNFs在50 mA g
-1時的放電-充電曲線；（c）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs和FeSbSe-0.4NGCNFs在50 mA g
-1至3000 mA g
-1時的倍率性能；（d）FeSbSe-NGCNFs電極與其他報道的PIBs中的鐵和銻金屬硒化物基電極的倍率能力比較；（e）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs和FeSbSe-0.4NGCNFs在100 mA g
-1時的循環性能； （f）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs 和 FeSbSe-0.4NGCNFs 在 1000 mA g
-1 時的循環性能。
圖7. （a）FeSbSe-CNFs、FeSbSe-NGCNFs 和 FeSbSe-0.4NGCNFs 電極的 EIS 奈奎斯特圖和（b）Z′ 和 ω
-1/2 之間的線性擬合。
圖8. （a）FeSbSe-NGCNFs 在不同掃描速率下對 PIBs 的 CV 曲線。（b）FeSbSe-NGCNFs 的峰值電流與掃描速率的線性關系。（c）FeSbSe-NGCNFs 的電容和擴散控制容量的歸一化比例。（d）FeSbSe-NGCNFs 在 1.0 mV s
-1時的電容貢獻曲線。
相關研究成果由湘潭大學化學學院環境友好化學與應用教育部重點實驗室, 新型儲能電池關鍵材料制備技術國家地方聯合工程實驗室, 電化學能源儲存與轉換湖南省重點實驗室Zhifeng Huang 及 Li Liu等人于2024年發表在Applied Surface Science (https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159826 )上。原文：Nitrogen-doped graphene-decorated FeSe
x-Sb
2Se
3/C nanofibers as advanced anode materials for potassium ion batteries
轉自《石墨烯研究》公眾號
