東北師范大學Xing-Long Wu課題組–在石墨烯納米片上垂直生長的FeP@C納米陣列
為了開發(fā)有希望的鋰離子電池(LIBs)陽極材料,一種獨特的納米復合材料縮寫為G⊥FP@C-NA,其中垂直生長在導電還原氧化石墨烯(G)網(wǎng)絡上的碳包覆FeP納米棒陣列(FP@C-NA)已經(jīng)通過可擴展策略成功制備。受益于獨特的結(jié)構,G⊥FP@C-NA表現(xiàn)出大大提高的電導率、結(jié)構穩(wěn)定性和贗電容增強的鋰儲存超快電化學動力學。因此,G⊥FP@C-NA具有較高的鋰儲存容量(在50 mA/g下為1106 mA h/g)、出色的倍率性能(在5000 mA/g時為565 mA h/g)和當用作LIBs陽極材料時,優(yōu)異的長期循環(huán)穩(wěn)定性(500次循環(huán)后,500 mA/g下為1009 mA h/g,2000次循環(huán)后,2000 mA/g下為310 mA h/g)。正如所料,這種納米陣列結(jié)構是有吸引力的,并且還可以擴展到用于各種能量存儲系統(tǒng)的其他電極材料。
Figure 1.?(a)G⊥FP@C-NA和U-FP@C形成過程的示意圖;(b)P-G⊥FP@C-NA、(c)G⊥FP@C-NA、(d)P-U-F@C和(e)U-FP@C的SEM圖像。
Figure 2. G-FP@C-NA納米復合材料的(a)TEM圖像、(b)HRTEM圖像和(e)元素映射圖;U-FP@C納米復合材料的(c)TEM圖像、(d)HRTEM圖像和(f)元素映射圖。
Figure 3.?在0.1 mV/s下,(a)G⊥FP@C-NA和(b)U-FP@C初始五個循環(huán)的CV曲線;在500 mA/g下,G⊥FP@C-NA和U-FP@C的(c)循環(huán)穩(wěn)定性和(d)不同循環(huán)下的GCD曲線;(e)G⊥FP@C-NA在2000 mA h/g下的長期循環(huán)穩(wěn)定性。
Figure 4.?在500 mA/g的電流密度下,130次循環(huán)后G⊥FP@C-NA和U-FP@C的(a)倍率性能和(b)不同電流密度下的GCD曲線;(c)比較G⊥FP@C-NA與近年來報道的其他FeP基陽極材料之間的速率能力。
Figure 5.?(a)不同掃描速率下的CV曲線;(b)log(i)與log(v)的關系曲線;(c)不同掃描速率下的贗電容貢獻;(d)G⊥FP@C-NA在1 mV/s的掃描速率下,具有贗電容部分的CV曲線。
Figure 6.?電子和離子傳輸?shù)氖疽鈭D以及G⊥FP@C-NA中鋰化和脫鋰狀態(tài)之間的結(jié)構演變圖。
相關研究成果于2019年由東北師范大學Xing-Long Wu課題組,發(fā)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。
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