小麦秸秆熔盐热解制备多孔生物炭及其在高性能锂硒电池体系中的应用研究

本文创新性地利用小麦秸秆为原料，通过ZnCl2-NaCl-KCl和MgCl2-KCl-NaCl三元熔盐体系热解制备多孔生物炭（WSB），成功构建了Se@WSB-Zn（硒负载量42.8%）和Se@WSB-Mg（33.6%）复合正极材料。其中Se@WSB-Zn在0.5C倍率下展现593.43 mAh g?1的高比容量，300次循环后仍保持497.50 mAh g?1的可逆容量，为锂硒电池（Li-Se）提供了经济环保的电极材料解决方案。

　　

亮点

本研究通过创新性的熔盐活化策略，将农业废弃物小麦秸秆转化为高性能锂硒电池正极材料，为解决储能领域的关键挑战提供了绿色方案。

材料表征

扫描电镜（SEM）分析显示（图2a、c），采用ZnCl₂-NaCl-KCl盐混合物制备的WSB-Zn样品呈现出显著优于WSB-Mg的微孔结构。BET测试数据（表S1）进一步证实，WSB-Zn具有417.54 m² g^?1的高比表面积和2.05 nm的孔径分布，这种相互连通的微孔网络为硒负载提供了理想载体。拉曼光谱中ID/IG值（1.01 vs 1.12）表明，镁盐活化样品具有更高的石墨化程度，这与其更优异的导电性能相关。

电化学性能

在0.5C倍率下，Se@WSB-Zn复合材料的首周放电容量高达678 mAh g^?1（接近理论容量的96%），100次循环后仍保持593.43 mAh g^?1的容量。即使在2.5C高倍率下，仍能输出373.61 mAh g^?1的稳定容量，展现卓越的倍率性能。对比组Se@WSB-Mg虽初始容量较低，但300次循环后仍保持356.73 mAh g^?1的可逆容量，表现出优异的循环稳定性。

结论

该研究成功验证了熔盐活化生物质碳在锂硒电池中的应用潜力，特别是ZnCl₂-NaCl-KCl体系制备的Se@WSB-Zn复合材料，其42.8%的高硒负载量和优异的电化学性能（300次循环后容量保持率83.8%），为开发低成本、可持续的先进储能系统提供了新思路。