桂林电子科技大学邓健秋课题组--在高结晶MnO2纳米线中还原氧化石墨烯薄层诱导的晶格畸变用于高性能Na/K电池和电容器

钾离子和钠离子的大半径都引起了人们对分别开发用于钾离子电池(KIBs)和钠离子电池(SIBs)的高性能电极材料的严重关注。在本文中,涂覆有还原氧化石墨烯的MnO2纳米线(表示为MnO2@rGO)被证明是KIBs和SIBs中极好的负极材料。rGO的涂层不仅有利于高结晶度MnO2纳米线间距的晶格畸变,从而可以更快地转移Kand Na离子,而且还可以在rGO和MnO2之间形成界面结构。两者都增强了电子传导性,并进一步保护了纳米线免于降解。作为KIBs和SIBs的负极,MnO2@rGO纳米线提供了稳定的循环性能,在400个循环中的容量保持率81.7%,在500个循环后的容量保持率分别为75%。还揭示了钾化和去钾化反应的机理。此外,我们混合设计的独特性使得高结晶度的MnO2@rGO纳米线可以用作K离子电容器(KICs)和Na离子电容器(SICs)的负极。考虑到它们易于合成、环境友好和成本低廉,MnO2@rGO纳米线是基于Na和K离子的储能设备的潜在负极材料。

Figure 1. MnO2@rGO纳米线的合成过程示意图。

Figure 2. 形貌表征

Figure 3. 钠存储性能

Figure 4. 钾存储性能

Figure 5. 钠离子和钾离子电容器的存储性能。

相关研究成果于2021年由桂林电子科技大学Jianqiu Deng课题组,发表在Carbon(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.071)上。原文:Reduced graphene oxide thin layer induced lattice distortion in high crystalline MnO2 nanowires for high-performance sodium- and potassium-ion batteries and capacitors。

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