燕山大学Xinyu Zhang课题组--Ni-Co双金属氢氧化物生长在氧化石墨烯上用于增强锂离子存储

层状双金属氢氧化物(LDH)阳极材料在高电流密度和长时间循环下,保持其出色的锂离子存储性质仍然存在巨大挑战。在这里,发展了一种杂化材料,将Ni/Co LDH(CoNi-LDH)锚定在氧化石墨烯(GO)表面上以获得良好的结构稳定性。在生长过程中,层间距较低(4.6 Å)的β相转换为层间距较高(8.1Å)的α相,且相对于单独的CoNi-LDH片,引入GO后片更薄。XPS结果表明在超薄CoNi-LDH和GO之间形成了C=O化学键,提高了结构稳定性并有效降低电荷转移阻抗。如预期的那样,该杂化材料实现了长时间的循环稳定性,在5 A/g高电流密度下可实现440 mAh/g的比电容,该研究工作表明引入GO后有效抑制了CoNi-LDH结构的破坏。

Figure1. (a) GO, CoNi-LDH和CoNi-LDH/GO的XRD图,(b) GO和CoNi-LDH/GO的Raman谱,(c) FT-IR 谱比较 (d) CoNi-LDH/GO的XPS总谱,(e) 高分辨Ni 2p XPS谱和(f) 高分辨Co 2p XPS谱。

Figure 2. (a)CoNi-LDH和(b-c)CoNi-LDH/GO杂化物的SEM图像,d-e)CoNi-LDH/GO多层薄片经乙醇超声处理,获得的TEM图,(f)在GO表面垂直生长CoNi-LDH的HRTEM图,(g)CoNi-LDH/GO的EDS分析,O,Ni和Co元素的映射。

Figure 3. CoNi-LDH/GO杂化物和CoNi-LDH的电化学性能表征。(a)CoNi-LDH/GO和(b)CoNi-LDH的循环伏安图(CV),(c)电化学阻抗图(EIS)和相应的拟合曲线,(d)恒电流充放电曲线(GCD),(e)倍率特性,(f)循环稳定性评估。

该研究工作由燕山大学Xinyu Zhang课题组于2020年发表在Energy & Fuels期刊上。原文:Ni-Co double hydroxide grown on graphene oxide for enhancing lithium ion storage。

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