萨班哲大学Alp Yurum课题组-- 高稳定性氧化石墨烯气凝胶负载的超细Fe3O4颗粒作为锂离子电池负极具有出色的性能
本文中,我们报告了一种简便的氧化还原沉积方法,用于构造在部分还原氧化石墨烯上生长超细Fe3O4颗粒(Fe3O4@PrGO),并用作锂电池负极,其中20-30 nm尺寸的Fe3O4颗粒有效地装饰了PrGO气凝胶。杂化结构改善了电解质可及的活性物质位点的数量,并提供了增强的锂和电子传输途径。该材料在电流密度为0.5 A g-1的情况下进行100次循环后已显示出高达2136 mAh g-1的可逆比容量,即使经过600次循环后,在1 A g-1下仍具有出色的循环性能。优异的锂离子传输动力学,主要是由于将1-2 nm尺寸粉碎的Fe3O4颗粒有效附着到3D PrGO网络上,即使在10 A g-1的极高放电速率下,该电池也能显示480 mAh g-1的容量。即使经过长时间的老化,电化学循环所获得的容量也已被完全恢复,这突出了其替代传统石墨作为坚固而高性能负极材料的潜力。
Figure 1. Fe3O4@PrGO混合气凝胶的制造步骤
Figure 2. (a)裸露的Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4 NP)的SEM图像,(b)装饰PrGO表面的超细球形Fe3O4颗粒,(c)Fe3O4@PrGO气凝胶的互连网络。
Figure 3. (a)Fe3O4@PrGO和(b)Fe3O4NP的循环伏安图(CV);(c)Fe3O4@PrGO和(d)Fe3O4 NP电极在第1,第2,第3,第15和第100次循环时的恒电流充放电曲线,以及(e)Fe3O4 NP和Fe3O4@PrGO的循环曲线
Figure 4. (a)Fe3O4@PrGO电极在1 A g-1下的循环性能;在(b)阶段I,(c)阶段II和(d)阶段III的选定循环中,电极的电容电压曲线。
相关研究成果于2021年由萨班哲大学Alp Yurum课题组,发表在Carbon(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.049)上。原文:High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe3O4 particles with superior performance as a Li-ion battery anode。