致力于寻找锂离子电池替代品的研究人员将目光转向了钾离子电池。钾是一种丰富的资源，其技术功能与锂离子电池大致相同，但由于离子半径会导致能量存储问题和电化学性能不达标，因此这类电池尚未得到大规模开发。
为了解决这个问题，研究人员正在考虑用一种双金属硒化物 NiCo2Se4 来制造球形电极。这种球形电极由 NiCo2Se4 纳米管构成，可提高电化学反应活性，加快钾离子的转移和储存。
这项研究发表在 9 月 14 日的《能源材料与器件》（Energy Materials and Devices）上。
"双金属硒化物结合了两种金属的改善特性，通过显示丰富的氧化还原反应位点和高电化学活性而协同增效。一种双金属硒化物--NiCo2Se4 曾被研究用于钠储存、超级电容器和电催化剂，在钾离子储存方面也具有相当大的潜力。
"中国西安交通大学储能材料与器件工程研究中心研究员王明月说："通过两步水热法合成 NiCo2Se4，形成了具有花簇状的纳米管结构，为钾离子/电子转移创造了便利的通道。
首先，制备出带有固体纳米针的镍钴前驱体球。这些球体具有明确的晶体结构，然后在称为硒化的过程中与硒化物接触。这一过程将硒引入镍-钴前驱体，形成镍-钴-Se4 纳米管外壳。
空心管的形成是由于一种叫做柯肯达尔效应的现象，即两种金属由于原子扩散速度的不同而发生移动。这些纳米管宽约 35 纳米，为钾离子和电子的转移提供了足够的空间。
通过各种测试和分析，研究人员确认了 NiCo2Se4 阳极移动和储存钾离子和电子的能力。他们发现，NiCo2Se4 比其他电极材料具有更多的活性位点，元素分布均匀，性能优于研究期间测试的其他电极。
"NiCo2Se4纳米管电极在循环稳定性和速率能力方面的电化学性能远远优于其他测试电极，包括Ni3Se4和Co3Se4。这是因为 NiCo2Se4 独特的纳米管结构以及两种金属共存所带来的协同效应，"Wang 说。
这些单金属对应物 Ni3Se4 和 Co3Se4 不如双金属 NiCo2Se4 成功，原因很简单，因为两种金属（镍和钴）相互作用的方式不同。NiCo2Se4 的容量也更高，这对保持循环稳定性和高速率性能非常有利。
"这项工作为设计微/纳米结构的二元金属硒化物作为钾离子电池的阳极提供了新的见解，这种阳极具有非凡的钾离子存储性能。
参考文献: Mingyue Wang et al, Conversion mechanism of NiCo 2Se 4 nanotube sphere anodes for potassium-ion batteries, Energy Materials and Devices (2023). DOI: 10.26599/EMD.2023.9370001
