齐鲁工业大学何妍妍/周国伟CEJ: 金属元素掺杂策略构建Co掺杂FeSe2@C复合材料用于储钠负极，实现超长循环寿命

第一作者：戴雨鑫

通讯作者：周国伟*，何妍妍*

单位：齐鲁工业大学

钠离子电池（SIBs）凭借钠资源丰富、成本低廉以及与锂离子电池相似的工作原理，成为大规模储能领域的重要补充技术。然而，钠离子较大的半径（1.02 Å）导致其扩散动力学缓慢，并引发电极材料体积膨胀，严重制约了电池的倍率性能和循环稳定性。过渡金属硒化物具有较高的理论比容量和相对较弱的金属-硒键强度，被认为是有潜力的钠离子电池负极材料，其中二硒化铁（FeSe₂）因理论容量高、资源丰富备受关注。但其本征导电性差，储钠过程中易发生结构粉化与坍塌，导致容量快速衰减。因此，亟需探索新策略以加速钠离子扩散动力学和缓冲体积膨胀。

基于此，齐鲁工业大学（山东省科学院）何妍妍、周国伟教授团队，通过Co-Fe MOF前驱体衍生成功构建Co掺杂FeSe₂@C复合材料，用作SIBs负极材料时，表现出优异的循环稳定性。相关成果以“Cobalt-doped iron-based selenide for sodium-ion battery anode: Insight into the doping and sodium storage mechanism”为题发表在Chemical Engineering Journal上，齐鲁工业大学2023级硕士研究生戴雨鑫为第一作者，齐鲁工业大学何妍妍博士、周国伟教授为共同通讯作者。

图1 Co-FeSe₂@C的制备示意图

钴掺杂可定向调控FeSe₂的晶体结构与电子性质，同时提供高效的Na⁺存储活性位点，促进电荷快速迁移。由MOFs衍生的碳层包覆纳米棒结构不仅能显著增强材料导电性，还可有效缓解充放电过程中的材料体积效应。

图2 Co-FeSe₂@C的形貌结构表征

要点二：

 Co-FeSe₂@C复合材料表现出超长的循环寿命（在 1.0 A g^-1 的电流密度下，循环次数超过 5000 次，比容量依然保持 414.2 mAh g^-1）和优异的倍率性能（在 10.0 A g^-1 的条件下比容量达到456.2 mAh g^-1）。

图3 Co-FeSe₂@C的储钠性能

要点三：

非原位XRD结合非原位XPS 和 HRTEM 阐明了材料基于转换反应的储钠机制，为材料合成提供理论指导。此外，成功组装Na₃V₂(PO₄)₃//Co-FeSe₂@C软包钠离子全电池，证实了材料的应用潜力。

图4 Co-FeSe₂@C的储钠机制探究

图5 钠离子全电池性能

Cobalt-doped iron-based selenide for sodium-ion battery anode: Insight into the doping and sodium storage mechanism, Chem. Eng. J., 2025, 161949.

何妍妍，博士，齐鲁工业大学硕士生导师。主要研究方向为锂/钠/钾离子电池电极材料结构设计、合成及性能研究。主持山东省自然科学基金青年项目和面上项目等，以第一/通讯作者在Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Energy Storage Mater., Chem. Eng. J.等期刊发表SCI论文30余篇，被他人引用1000余次，获授权国家发明专利4件。