産業資訊 / Industry

複旦大學餘學斌課題組–低溫化學合成石墨烯上的介孔鋁納米顆粒用于高性能锂離子電池

在低溫下可控地合成Al納米結構仍然是将其應用擴展到新興領域(例如儲能)的巨大挑戰。本文中,我們報道了在低至190℃的溫度下使用無毒的Mg納米顆粒(NPs)和熔融的AlCl3在石墨烯上綠色可控的化學合成無孔Al納米顆粒(mp-Al@G)的方法。此外,副産物(MgCl2)的去除導緻Al NPs内部形成中孔,這些中孔均勻分布在石墨烯上。當用作锂離子電池的負極材料時,該複合材料具有高可逆容量和長循環壽命。當與LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2陰極耦合時,全電池能以1C的速率提供455 Wh/kg的能量密度,這證明了其在高能锂離子電池中的潛在應用。這些發現将引發更多關于将Al開發為高性能儲能材料的研究。

Figure 1. (a)mpAl@G的化學合成示意圖;(b)Mg@G的SEM、TEM和HRTEM圖像;mp-Al@G的(c)SEM、(d)代表性掃描TEM(STEM)圖像和相應的元素映射、以及(e)TEM圖像,插圖顯示更高的放大倍率。

Figure 2. mp-Al@G、BM Al–G和參比Al NPs的電化學性質:(a)mp-Al@G的循環伏安圖;(b)前兩個放電-充電曲線為0.2 A/g,插圖顯示了BM Al-G和Al NPs在電壓平穩之前的驟降;(c)0.2 A/g時的循環性能和庫倫效率;(d)倍率性能;(e)2 A/g時的循環性能和庫侖效率。

Figure 3. (a)mp-Al@G電極可逆锂存儲過程的示意圖;各種狀态下mp-Al@G電極的SEM圖像和相應的元素映射:(b1和b2)初始狀态,(c1和c2)在0.2 A/g下100次循環後和(d1和d2)在0.5 A/g下100次循環後。

igure 4. (a)使用LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2作為陰極的全電池中mp-Al@G電極的示意圖;(b)LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2在0.2C半電池中的電壓曲線;(c)mpAl@G//NCM在0.2C時的電壓曲線;(d)由三個mpAl@G//NCM滿電池點亮的29個紅色LED的數字圖像;(e)評估全電池的性能;(f)mp-Al@G//NCM的高循環性能。

     相關研究成果于2019年由複旦大學餘學斌課題組,發表在J. Mater. Chem. A(DOI: 10.1039/c9ta02444a)上。原文:Low-temperature electroless synthesis of mesoporous aluminum nanoparticles on graphene for high-performance lithium-ion batteries。

本文來自石墨烯雜志,本文觀點不代表利特納米立場,轉載請聯系原作者。

相關文章

免费观看在线污污的视频,免费视频在线观看