通过溶胶-凝胶法制备了Li_2FeSiO_4@C/CNTs(LFS@C/CNTs)纳米复合材料,其中三嵌段共聚物P123用作结构导向剂和碳源,碳纳米管作为导电线提高材料的导电性。LFS@C/CNTs不仅具有海绵状纳米孔,能够与电解液充分接触改善锂离子的传输路径,同...通过溶胶-凝胶法制备了Li_2FeSiO_4@C/CNTs(LFS@C/CNTs)纳米复合材料,其中三嵌段共聚物P123用作结构导向剂和碳源,碳纳米管作为导电线提高材料的导电性。LFS@C/CNTs不仅具有海绵状纳米孔,能够与电解液充分接触改善锂离子的传输路径,同时由非晶碳和碳纳米管构成的三维桥联导电网络利于电子的快速传递,提高了材料大电流充放电能力和循环稳定性。复合后的LFS@C/CNTs的高倍率性能相比LFS@C明显提高,当CNTs的掺量为4%,电压窗口为1.5~4.5 V,0.1C电流密度下放电比容量为182 m Ah·g^(-1)。在10C经70次循环后该材料的放电比容量能保持在117 m Ah·g^(-1),是LFS@C放电比容量(55 m Ah·g^(-1))的两倍。展开更多
锰基氧化物作为锌离子电池正极具有高比容量和低成本等优点,但在电化学循环过程中不可逆相变、锰的溶解和电极/电解质界面不稳定导致其在小电流密度、深度放电条件下的循环性能差.针对以上问题,合成了三维(3D)多孔MnOx立方盒子,并在其...锰基氧化物作为锌离子电池正极具有高比容量和低成本等优点,但在电化学循环过程中不可逆相变、锰的溶解和电极/电解质界面不稳定导致其在小电流密度、深度放电条件下的循环性能差.针对以上问题,合成了三维(3D)多孔MnOx立方盒子,并在其表面包覆In_(2)O_(3)层,获得3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子.结果显示,MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子具有大量孔径约10 nm左右的孔,有利于H^(+)和Zn^(2+)的快速传输;In2O3包覆层均匀包覆于3D多孔MnO_(x)立方盒子的孔壁上,有利于抑制MnO_(x)在电化学循环过程中的不可逆相变和锰的溶解,稳定电极/电解质界面.电化学测试结果表明,该3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极在0.3 A/g的小电流密度、深度放电条件下能稳定循环400次以上,容量保持260 m A·h/g;在1.8 A/g电流密度下可稳定循环4000次以上,容量保持81m A·h/g;即使在高电流密度6.0 A/g下仍保持73.4 m A·h/g的高可逆容量.恒电流间隙滴定(GITT)和循环伏安测试结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极比3D多孔MnO_(x)具有更高的离子扩散速率,有利于提升其高倍率容量.电化学阻抗谱结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极具有比3D多孔MnO_(x)更稳定的电极/电解质界面,有利于提升其循环寿命.2000次循环后的扫描电子显微镜(SEM)结果表明,MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极表面仍分布少量In_(2)O_(3),以确保电极/电解质界面和循环的稳定性.展开更多
以聚苯乙烯(PS)胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe_2SiO_4/SiO_2@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe_2SiO_4纳米晶体从含铁元素的SiO_2基玻璃中...以聚苯乙烯(PS)胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe_2SiO_4/SiO_2@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe_2SiO_4纳米晶体从含铁元素的SiO_2基玻璃中结晶析出,形成由Fe_2SiO_4纳米晶体、铁离子(Fe3+)修饰的玻璃态SiO_2和非晶碳组成的三维有序大孔纳米玻璃陶瓷。在50 m A·g^(-1)电流密度下进行充放电时,其放电容量可达450 m Ah·g^(-1)以上,电流密度增加到250 m A·g^(-1)时可逆放电容量仍旧稳定地保持在260 m Ah·g^(-1),而具有同样有序大孔结构和含碳量的非晶态SiO_2@C材料的放电比容量在50 m A·g^(-1)电流密度时仅为15 m Ah·g^(-1)。这些结果表明,Fe_2SiO_4纳米晶体及Fe^(3+)有助于SiO_2基玻璃陶瓷实现可逆储锂过程。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China (Grants No.21103013,21473014)the Natural Science Foundation of Shanxi Province (Grant No.2016JM5082)Student′s Platform for Innovation and Entrepreneurship Training Program (Grants No. 201810710113, 201910710469)~~
文摘通过溶胶-凝胶法制备了Li_2FeSiO_4@C/CNTs(LFS@C/CNTs)纳米复合材料,其中三嵌段共聚物P123用作结构导向剂和碳源,碳纳米管作为导电线提高材料的导电性。LFS@C/CNTs不仅具有海绵状纳米孔,能够与电解液充分接触改善锂离子的传输路径,同时由非晶碳和碳纳米管构成的三维桥联导电网络利于电子的快速传递,提高了材料大电流充放电能力和循环稳定性。复合后的LFS@C/CNTs的高倍率性能相比LFS@C明显提高,当CNTs的掺量为4%,电压窗口为1.5~4.5 V,0.1C电流密度下放电比容量为182 m Ah·g^(-1)。在10C经70次循环后该材料的放电比容量能保持在117 m Ah·g^(-1),是LFS@C放电比容量(55 m Ah·g^(-1))的两倍。
文摘锰基氧化物作为锌离子电池正极具有高比容量和低成本等优点,但在电化学循环过程中不可逆相变、锰的溶解和电极/电解质界面不稳定导致其在小电流密度、深度放电条件下的循环性能差.针对以上问题,合成了三维(3D)多孔MnOx立方盒子,并在其表面包覆In_(2)O_(3)层,获得3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子.结果显示,MnO_(x)@In_(2)O_(3)立方盒子具有大量孔径约10 nm左右的孔,有利于H^(+)和Zn^(2+)的快速传输;In2O3包覆层均匀包覆于3D多孔MnO_(x)立方盒子的孔壁上,有利于抑制MnO_(x)在电化学循环过程中的不可逆相变和锰的溶解,稳定电极/电解质界面.电化学测试结果表明,该3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极在0.3 A/g的小电流密度、深度放电条件下能稳定循环400次以上,容量保持260 m A·h/g;在1.8 A/g电流密度下可稳定循环4000次以上,容量保持81m A·h/g;即使在高电流密度6.0 A/g下仍保持73.4 m A·h/g的高可逆容量.恒电流间隙滴定(GITT)和循环伏安测试结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极比3D多孔MnO_(x)具有更高的离子扩散速率,有利于提升其高倍率容量.电化学阻抗谱结果表明,3D多孔MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极具有比3D多孔MnO_(x)更稳定的电极/电解质界面,有利于提升其循环寿命.2000次循环后的扫描电子显微镜(SEM)结果表明,MnO_(x)@In_(2)O_(3)电极表面仍分布少量In_(2)O_(3),以确保电极/电解质界面和循环的稳定性.
文摘以聚苯乙烯(PS)胶晶作为铸模,采用纳米铸造工艺及后续煅烧的方法合成了三维有序大孔Fe_2SiO_4/SiO_2@C纳米玻璃陶瓷锂离子电池负极材料。溶胶-凝胶工艺产生的凝胶在650℃氩气氛炉中煅烧后,Fe_2SiO_4纳米晶体从含铁元素的SiO_2基玻璃中结晶析出,形成由Fe_2SiO_4纳米晶体、铁离子(Fe3+)修饰的玻璃态SiO_2和非晶碳组成的三维有序大孔纳米玻璃陶瓷。在50 m A·g^(-1)电流密度下进行充放电时,其放电容量可达450 m Ah·g^(-1)以上,电流密度增加到250 m A·g^(-1)时可逆放电容量仍旧稳定地保持在260 m Ah·g^(-1),而具有同样有序大孔结构和含碳量的非晶态SiO_2@C材料的放电比容量在50 m A·g^(-1)电流密度时仅为15 m Ah·g^(-1)。这些结果表明,Fe_2SiO_4纳米晶体及Fe^(3+)有助于SiO_2基玻璃陶瓷实现可逆储锂过程。
