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为了开发有希望的锂离子电池(libs)阳极材料,一种独特的纳米复合材料缩写为g⊥fp@c-na,其中垂直生长在导电还原氧化石墨烯(g)网络上的碳包覆fep纳米棒阵列(fp@c-na)已经通过可扩展策略成功制备。受益于独特的结构,g⊥fp@c-na表现出大大提高的电导率、结构稳定性和赝电容增强的锂储存超快电化学动力学。因此,g⊥fp@c-na具有较高的锂储存容量(在50 ma/g下为1106 ma h/g)、出色的倍率性能(在5000 ma/g时为565 ma h/g)和当用作libs阳极材料时,优异的长期循环稳定性(500次循环后,500 ma/g下为1009 ma h/g,2000次循环后,2000 ma/g下为310 ma h/g)。正如所料,这种纳米阵列结构是有吸引力的,并且还可以扩展到用于各种能量存储系统的其他电极材料。

figure 1. (a)g⊥fp@c-na和u-fp@c形成过程的示意图;(b)p-g⊥fp@c-na、(c)g⊥fp@c-na、(d)p-u-f@c和(e)u-fp@c的sem图像。

figure 2. g-fp@c-na纳米复合材料的(a)tem图像、(b)hrtem图像和(e)元素映射图;u-fp@c纳米复合材料的(c)tem图像、(d)hrtem图像和(f)元素映射图。

figure 3. 在0.1 mv/s下,(a)g⊥fp@c-na和(b)u-fp@c初始五个循环的cv曲线;在500 ma/g下,g⊥fp@c-na和u-fp@c的(c)循环稳定性和(d)不同循环下的gcd曲线;(e)g⊥fp@c-na在2000 ma h/g下的长期循环稳定性。

figure 4. 在500 ma/g的电流密度下,130次循环后g⊥fp@c-na和u-fp@c的(a)倍率性能和(b)不同电流密度下的gcd曲线;(c)比较g⊥fp@c-na与近年来报道的其他fep基阳极材料之间的速率能力。

figure 5. (a)不同扫描速率下的cv曲线;(b)log(i)与log(v)的关系曲线;(c)不同扫描速率下的赝电容贡献;(d)g⊥fp@c-na在1 mv/s的扫描速率下,具有赝电容部分的cv曲线。

figure 6. 电子和离子传输的示意图以及g⊥fp@c-na中锂化和脱锂状态之间的结构演变图。

相关研究成果于2019年由东北师范大学xing-long wu课题组,发表在nanoscale(doi: 10.1039/c8nr08849g)上。原文:an fep@c nanoarray vertically grown on graphene nanosheets: an ultrastable li-ion battery anode with pseudocapacitance-boosted electrochemical kinetics。

本文来自石墨烯杂志,本文观点不代表利特纳米立场,转载请联系原作者。

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