编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 05:52:15
北极星储能网讯:锂离子电池(LIBs)具有自放电性能低、寿命长、能量密度高档特点,已成为便携式设备、电动汽车(ev)、应急电源组件等领域的常用储能系统。
(来源:微信公众年夜众号“Carbontech” ID:DT-Carbontech 作者:Ting)
近年来,过渡金属氧化物(TMO)或硫化物(TMS),如CuOx、CoOx、MnOx、FeOx、NiOx、SnOx、AgInZnS、Bi2S3等,由于其理论容量大(500-1000 mAh g−1)、储量丰富、本钱低廉,成为LIBs中下一代电极材料的潜在运用材料。然而,TMOs的固有电导率低、容量衰减严重、循环过程中体积变革大,阻碍了其实际运用。得益于高比表面积,良好的导电性,高流动性和良好的溶剂分散性,石墨烯量子点(GQDs)特殊是具有一定功能的GQDs逐渐被运用于LIB的电极材料(例如VO2,MoS2,CuO,Sn,Si,NiO等),并在增强导电性,促进离子传输和改进循环性能方面发挥了积极浸染。
近日,上海大学环化学院王勇教授课题组合成了蛋黄-壳构造的Co3O4@CuO微球,然后对羧基官能化石墨烯量子点(Co3O4 @ CuO @ GQDs)进行表面改性,并研究了它们的锂储存性能。干系研究成果以“Graphene quantum dots modification of yolk-shell Co3O4@CuO microspheres for boosted lithium storage performance”为题,揭橥在《CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL》上。
图1. Co3O4 @ CuO @ GQDs的制备示意图
上风剖析:
(1)由金属-有机骨架(MOFs)衍生得到的蛋黄-壳构造的Co3O4@CuO微球具有良好的微不雅观构造和高孔隙率。蛋黄-壳Co3O4@CuO构造的设计是为了适应逐步的锂插入机制(首先在CuO壳中,然后在Co3O4核中)。
(2)Co3O4 @ CuO微球表面装饰的GQDs不仅供应了更大的比表面积、更生动的位点和更强的导电性,而且还起到缓冲浸染,减缓了体积膨胀,改进了离子电导率。
(3)GQDs中的-COOH基团具有良好的亲水性,这对付GQDs与Co3O4@CuO的结合是有益的,并且与Li+具有很强的亲和力。
图2. a)前三圈循环的CV曲线 b)Co3O4 @ CuO @ GQDs的充电和放电电位曲线 c)Co3O4 @ CuO @ GQDs和原始Co3O4 @ CuO在0.1A g-1下的循环性能比拟 d)Co3O4 @ CuO @ GQDs和原始Co3O4 @ CuO的速率性能比拟
基于上述构造和组成设计的优点,Co3O4@CuO@GQDs阳极具有更好的循环能力和优胜的锂存储性能。详细而言,与没有GQDs的Co3O4 @ CuO微球(在200次循环后,容量严重低落且容量低于414 mAh g(-1))比较,Co3O4 @ CuO @ GQDs阳极初始比容量为816 mAh g(-1)且在0.1A/g下200次循环后的高可逆充电容量为1054mAh g(-1)。
原标题:CHEM ENG J. :石墨烯量子点用于锂离子电池负极材料可提高锂储存性能
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