由于硒和硫相似的物理化学特性，锂-硒电池具有和锂-硫电池相似的理论体积比容量（3253 Ah L -1 ）。从理论上来说，硒的金属性强于硫，硒正极相较于硫正极具有更高的电子电导率（10 -3 S m -1 ）、更高的活性物质利用率和更好的倍率性能。因此锂-硒电池被认为是最有可能替代锂-硫电池的一种储能器件。然而，锂-硒电池也会遭受严重的 “穿梭效应”，从而造成锂-硒电池快速的容量衰减。
目前，多孔碳球、碳纳米管和碳纳米纤维等碳载体常被用来克服这一挑战。但是，当前的研究主要局限于低电极负载量和低面容量电极的研究，远不能满足未来产业化应用的需求。 成果简介 鉴于此，近期 湖南大学二维材料课题组在线报道了一种共价硒嵌入多级多孔氮掺杂碳纳米纤维（ CSe@HNCNFs ）作为柔性、自支撑、无粘结剂锂- 硒电池的正极。 多级多孔结构（微/介/大孔和纳米通道）、高含量的氮掺杂和强健的共价键（Se-O和Se-C）不仅可以促进离子和电子在整个电极结构中的快速传输，还可以有效的锚定多硒化合物并为其提供充足的膨胀空间。当负载量为1.52 mg cm -2 、电流密度为40.61 mA cm -2 的时候，所得锂-硒电池可以保持412 mAh g -1 的高比容量（比容量以硒的质量来计算）。另外，当负载量达到37.31 mg cm -2 、电流密度为0.83 mA cm -2 时，此锂-硒电池提供了高达7.30 mAh cm -2 的面容量。这项工作为推进锂-硒电池的产业化迈出了重要的一步。 该成果以题为“ Covalent Selenium Embedded in Hierarchical Carbon Nanofibers for Ultra-High Areal Capacity Li-Se Batteries ”最近发表在国际著名 Cell Press 出版社旗下首个综合开放获取期刊 iScience 上。
