SCOPUS
SCIE
2D layered Sb<sub>2</sub>Se<sub>3</sub>-based amorphous composite for high-performance Li- and Na-ion battery anodes
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2019
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등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
-
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>A two-dimensional layered Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>-based amorphous composite (<I>a</I>–Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C) is synthesized using a simple solid-state ball-milling process, and its potential for Li- and Na-ion batteries is evaluated. <I>Ex situ</I> extended X-ray absorption fine structure analyses clearly indicate the electrochemical reaction mechanisms of Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> and <I>a</I>–Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C as anodes for Li- and Na-ion batteries. During Li- and Na-insertion, the Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> and <I>a</I>–Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C electrodes are converted into the final phases of Li<SUB>3</SUB>Sb/Na<SUB>3</SUB>Sb and Li<SUB>2</SUB>Se/Na<SUB>2</SUB>Se, respectively. During Li- and Na-extraction, the Li<SUB>3</SUB>Sb/Na<SUB>3</SUB>Sb and Li<SUB>2</SUB>Se/Na<SUB>2</SUB>Se in the Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> electrode are converted into Sb and Se, showing a non-recovery reaction, whereas a recovery to the original Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> in the <I>a</I>–Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C electrode occurs after full Li and Na extraction. Owing to the interesting conversion/recovery reaction, the <I>a</I>–Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C electrode exhibits excellent electrochemical performance, such as high reversible capacities (Li-ion battery: 662 mAh g<SUP>−1</SUP>; Na-ion battery: 407 mAh g<SUP>−1</SUP>), a long cycle life with highly reversible capacities (Li-ion battery: 662 mAh g<SUP>−1</SUP> and 1,205 mAh cm<SUP>−3</SUP>, respectively, after 100<SUP>th</SUP> cycle; Na-ion battery: 378 mAh g<SUP>−1</SUP> and 688 mAh cm<SUP>−3</SUP>, respectively, after 50<SUP>th</SUP> cycle), and high rate capabilities (Li-ion battery: 623 mAh g<SUP>−1</SUP> and 1,133 mAh cm<SUP>−3</SUP> at 3C; Na-ion battery: 270 mAh g<SUP>−1</SUP> and 492 mAh cm<SUP>−3</SUP> at 2C).</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A layered Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> and its amorphous Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C composite is synthesized simply. </LI> <LI> The reaction mechanisms during Li- and Na-insertion/extraction is demonstrated. </LI> <LI> The Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB> had conversion/non-recovery reactions during Li- and Na-reactions. </LI> <LI> The Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C had conversion/full-recovery reactions during Li- and Na-reactions. </LI> <LI> The amorphous Sb<SUB>2</SUB>Se<SUB>3</SUB>/C exhibited excellent electrochemical performances. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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