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推薦文章：銻-碳同軸納米管復(fù)合材料制備長(zhǎng)壽命高倍率鈉離子電池負(fù)極 已有1人參與
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推薦文章 銻-碳同軸納米管復(fù)合材料制備長(zhǎng)壽命高倍率鈉離子電池負(fù)極 由于鈉離子電池成本低廉以及相對(duì)豐富的原料來(lái)源，使其在未來(lái)有望代替鋰離子電池用于大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)。然而目前制約鈉離子電池應(yīng)用的一大問(wèn)題便是尋找一種高容量、長(zhǎng)循環(huán)以及高倍率性能的負(fù)極材料。由于自身的高理論容量——660 mAh g-1, 銻在近年來(lái)得到了人們的廣泛關(guān)注。但是研究發(fā)現(xiàn)銻作為負(fù)極材料在循環(huán)過(guò)程中體積膨脹嚴(yán)重，導(dǎo)致電池容量衰減非常厲害，是制約其應(yīng)用的主要因素。目前解決這一問(wèn)題的主要方法是通過(guò)調(diào)控其微觀形貌結(jié)構(gòu)以及利用碳材料來(lái)減緩體積膨脹。 圖1 銻-碳同軸納米管電極制備過(guò)程示意 近期樓雄文課題組與韓國(guó)漢陽(yáng)大學(xué)Ungyu Paik 團(tuán)隊(duì)合作，以硫化銻(Sb2S3)納米棒出發(fā)，通過(guò)簡(jiǎn)單的碳包覆以及后期熱還原處理，得到了一種新型銻-碳同軸納米管復(fù)合材料(Sb@Ccoxial nanotube)。研究指出通過(guò)調(diào)控?zé)崽幚頃r(shí)間，納米管中空程度以及負(fù)載在納米管內(nèi)壁上的銻含量可以通過(guò)銻的部分揮發(fā)得到有效地控制。 圖2 (a)-(c) FESEM 和 (d)-(f) TEM 不同銻含量下的納米管復(fù)合材料 由該方法制備的新型銻-碳納米管復(fù)合材料有著出色的儲(chǔ)鈉能力，主要原因便是該材料具有的中空結(jié)構(gòu)可以有效調(diào)節(jié)銻的體積膨脹。同時(shí)這種獨(dú)特的同軸納米管結(jié)構(gòu)也使得該材料作為鈉離子電池負(fù)極有著很好的電化學(xué)性能——高容量、高倍率以及長(zhǎng)循環(huán)：100 mA g-1下循環(huán)240圈后仍有407mAh g-1的高容量；1.0 A g-1循環(huán)2000圈后仍可以保持240 mAh g-1的容量；在大電流密度 20A g-1下容量可以保持在310mAh g-1，是當(dāng)前鈉電負(fù)極材料報(bào)道中倍率性能最優(yōu)異的。 該項(xiàng)研究工作發(fā)展了一種通過(guò)簡(jiǎn)單的碳包覆以及后期熱處理的工藝制備了一種新型的同軸中空納米管結(jié)構(gòu)。該工作為設(shè)計(jì)制備其他新型合金材料用作鈉離子電池提供了借鑒。 文章來(lái)自于 Energy &Environmental Science 2016, DOI: 10.1039/c6ee01501h 轉(zhuǎn)載請(qǐng)與低碳材料聯(lián)系！ |
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2樓2016-06-30 06:35:05
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