柔性准固态钠离子电池以其低成本、高安全性和优异的机械强度吸引了可穿戴电子设备领域的广泛兴趣。然而，这种电池的开发面临着巨大的挑战，包括构建界面相容的柔性电极材料和解决电解质的高安全需求。过渡金属硒化物由于其高比容量、合适的工作电位和弱的金属-硒键而被广泛应用于碱金属离子电池中。然而，它们在循环过程中体积变化剧烈，电导率低，导致反应动力学和结构稳定性差。更糟糕的是，它们大多是通过传统的溶剂热法、高温热解法或电沉积法合成的，这些方法都很复杂、耗时且耗能高，阻碍了它们的大规模生产。

近日，广州大学分析科学技术研究中心牛利、韩冬雪教授、东北师范大学吴兴隆教授等人在Advanced Materials上发表题为“Solvent-Free Ultrafast Construction of Se-Deficient Heterojunctions of Bimetallic Selenides Towards Flexible Sodium-Ion Full Batteries” 的研究论文。该工作针对金属硒化物本征低的电子导电率、大的体积膨胀以及合成耗时长等问题，提出了一步超快、无溶剂的微波热解方法，得到了一种硒空位调控的双金属硒化物异质结作为柔性负极材料，该异质结固定在具有坚固界面C-Se-Co/Fe化学键的废棉布衍生的柔性碳布上。富硒空位和CoSe2/FeSe2-x异质结构同步形成，可以显著提升钠离子和电子扩散动力学行为。此外，在硒空位异质结构的表面上均匀的碳层赋予它卓越的结构稳定性，因此在1000次循环后，在1.5 mAh cm-2 的电流密度下可以获得1.65 mAh cm-2 的高可逆面容量。柔性正极也通过在FCC上直接生长普鲁士蓝纳米颗粒来制备。此外，通过耦合CCFSF负极，PB@FCC正极与凝胶聚合物电解质，组装了先进的柔性准固态钠离子软包电池，该全电池不仅表现出优异的储能特性，而且具有强大的机械灵活性和安全性。本工作为实现高安全性的柔性储能设备提供了一条有效途径，促进了柔性可穿戴电子设备的发展。广州大学分析科学技术研究中心孙中辉副教授为论文第一作者。

【文章内容】

图1. a）柔性CCFSF的制造流程。b）SEM图像。c）HRTEM图像。d-e）（c）HRTEM图像中的黄色和蓝色网格线的IFFT图案。f）SEM图像和EDX元素图谱。图2. a）CCFSF、CFSF和CCSF的XRD图谱。b）CCFSF和CFSF的放大XRD图谱。c）EPR光谱。d）CoSe2/FeSe2-x晶体结构模型示意图。e）拉曼光谱。高分辨率XPS光谱。f）C1s光谱、g）Co2p光谱、h）Fe2p光谱和i）Se3d光谱。图3.  a、b）Co-K边XANES光谱，c）Co-K-边EXAFS光谱的FT，以及d）CCFSF的Co-K-边缘的EXAFS拟合曲线。e、f）Fe K边缘XANES光谱，g）Fe K边EXAFS光谱的FT，以及h）CCFSF的Fe K边缘的EXAFS拟合曲线。i）CCFSF、j）CCSF中的Co K边和K）CCFSF和l）CFSF中的Fe K边的WT等值线图。图4. a）0.1 mV s-1条件下CCFSF的CV曲线。b）CCFSF在0.15mA cm-2时的初始GCD曲线。c）倍率性能和d）相应的GCD曲线。e）CCFSF与已报道的金属硫族化合物的倍率性能比较。f）CCFSF、CCSF和CFSF在1.5 mA·cm-2下的长期循环稳定性。图5. a）CCFSF电极在不同扫描速率下的CV曲线。b）具有各种氧化还原峰的CCFSF的b值。c）CCFSF电容控制容量的贡献率。d）阴影区域显示了在1.0 mV s-1下具有赝电容贡献的CCFSF的CV曲线。e）CCFSF在不同温度下的EIS图。f）Arrhenius曲线和CCFSF、CCSF和CFSF活化能的比较。g）第5个循环的GITT电压分布，以及h，i）CCFSF、CCSF和CFSF的相应DNa+。图6. a）原位XRD图谱和相应的电压-时间曲线。具有不同放电和充电状态的b）Co2p和c）Fe2p XPS光谱的高分辨率XPS光谱。d）不同电荷态下的EIS光谱和e）相应的Rct值。在f）完全放电状态和g）完全充电状态之后的CCFSF的非原位HRTEM图像。h）0.1 mV s-1的CV阴极扫描和EQCM记录的质量变化。图7. a）CCFSF、CCSF和CFSF的DOS。b-d）CCFSF、CCSF和CFSF的电荷密度差。e-g）Na+离子在CCFSF、CCSF和CFSF中的扩散路径。h）CCFSF、CCSF和CFSF中相应的扩散能垒。