范雨杰， 牛斐洱， 程圣健， 吴 瑾

(安徽科技学院 化学与材料工程学院，安徽 凤阳 233100)

近年来,环境污染和能源短缺成为影响世界经济发展的两大主流问题。清洁型二次电池的研发及产业化,不仅可以缓解因化石能源燃烧造成的环境污染和温室效应,也可以提供大型能源动力、缓解能源短缺,为解决这两大问题提供有效策略。在诸多电池体系中,锂离子电池因质量轻、自放电小及绿色环保等优点,被广泛应用于手机、手提电脑、计算器等便携式电子设备中。目前市面上已产业化的锂离子电池中,以传统石墨作为负极的锂离子电池不能满足日益增长的能源需求,故寻找各类具有高比容量的锂电负极材料则是解决该问题的关键策略。在众多的锂离子电池负极材料中,过渡金属硒化物具有高于传统石墨负极材料的理论比容量,是一类可以有效提高锂离子电池循环寿命、功率和能量密度的潜在电极材料。但同时该类材料具有的缺点也限制了其应用,例如,电子导电率较差、具有一定的体积效应等。

在过渡金属硒化物中,硒化锌作为II～VI族半导体化合物,具有本征低放电电位低及理论比容量高的特性。将其匹配正极材料用于全电池中,可以有效降低整体输出电压,从而提高电池的功率和能量密度。但由于硒化锌的带隙较宽,载流子浓度较低,因此导电性较差,而石墨烯作为由单层碳原子紧密堆积的超薄二维纳米材料,比表面积大(约2 630 m/g)、电子迁移率高(15 000 cm/(V·s))、化学性能稳定,可以用来负载硒化锌以提升整体电极材料性能。……