复旦大学余学斌课题组–低温化学合成石墨烯上的介孔铝纳米颗粒用于高性能锂离子电池 | 山东利特纳米技术有限公司-pg电子试玩入口
在低温下可控地合成al纳米结构仍然是将其应用扩展到新兴领域(例如储能)的巨大挑战。本文中,我们报道了在低至190℃的温度下使用无毒的mg纳米颗粒(nps)和熔融的alcl3在石墨烯上绿色可控的化学合成无孔al纳米颗粒(mp-al@g)的方法。此外,副产物(mgcl2)的去除导致al nps内部形成中孔,这些中孔均匀分布在石墨烯上。当用作锂离子电池的负极材料时,该复合材料具有高可逆容量和长循环寿命。当与lini0.6co0.2mn0.2o2阴极耦合时,全电池能以1c的速率提供455 wh/kg的能量密度,这证明了其在高能锂离子电池中的潜在应用。这些发现将引发更多关于将al开发为高性能储能材料的研究。
figure 1. (a)mpal@g的化学合成示意图;(b)mg@g的sem、tem和hrtem图像;mp-al@g的(c)sem、(d)代表性扫描tem(stem)图像和相应的元素映射、以及(e)tem图像,插图显示更高的放大倍率。
figure 2. mp-al@g、bm al–g和参比al nps的电化学性质:(a)mp-al@g的循环伏安图;(b)前两个放电-充电曲线为0.2 a/g,插图显示了bm al-g和al nps在电压平稳之前的骤降;(c)0.2 a/g时的循环性能和库伦效率;(d)倍率性能;(e)2 a/g时的循环性能和库仑效率。
figure 3. (a)mp-al@g电极可逆锂存储过程的示意图;各种状态下mp-al@g电极的sem图像和相应的元素映射:(b1和b2)初始状态,(c1和c2)在0.2 a/g下100次循环后和(d1和d2)在0.5 a/g下100次循环后。
igure 4. (a)使用lini0.6co0.2mn0.2o2作为阴极的全电池中mp-al@g电极的示意图;(b)lini0.6co0.2mn0.2o2在0.2c半电池中的电压曲线;(c)mpal@g//ncm在0.2c时的电压曲线;(d)由三个mpal@g//ncm满电池点亮的29个红色led的数字图像;(e)评估全电池的性能;(f)mp-al@g//ncm的高循环性能。
相关研究成果于2019年由复旦大学余学斌课题组,发表在j. mater. chem. a(doi: 10.1039/c9ta02444a)上。原文:low-temperature electroless synthesis of mesoporous aluminum nanoparticles on graphene for high-performance lithium-ion batteries。
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