阴离子调控Co3X4（X=O，S，Se）作为钠离子负极材料的电子结构、形貌特征和电化学性能

yishide

目前，传统的钠离子电池的电化学储能机制，主要分为三种：嵌入机制（碳材料、TiO2，V2O5）；转换机制（CoS，NiS，FeSe2）；合金机制（Sb，Sn）。转换机制相对嵌入机制有更高的容量,相对合金机制有更小的体积膨胀，因此得到了更多的关注。V，VI和VII中的非金属元素，常常形成MX过渡金属材料。O，S和Se元素具有相近的化学性能，例如相同的核外价电子数、阴离子半径随着原子序数的增加而增加，Se的导电性明显高于O和S元素。本文首次采用实验和模拟的方法，研究了Co3X4材料的电子结构、形貌结构、电化学性能。

近日，中南大学的纪效波等人，采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算表明：Co3X4（X=O，S，Se）材料中，能带间隙的减少、结构的规整性、电子和价带性能，影响电子传输特性，即钠离子电池储能方面O<S<Se。实验方面，本文采用原位XRD技术，测试Co3X4负极材料中，钠离子中的储能机制。动力学分析表明，材料的倍率性能随着键能的降低而增加，即（Na2O>Na2S>Na2Se）。本文提出了第四主族阴离子负极材料的储钠机制，建立了高倍率钠离子电池负极材料的合成策略。相关成果以“Anions Induced Evolution of Co3X4 (X = O, S, Se) as Sodium-ion Anodes: the Influences of Electronic Structure, Morphology, Electrochemical Property”为题发表在Nano Energy上。