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四川大學(xué)Chuhong Zhang課題組--用于長(zhǎng)壽命、高倍率循環(huán)柔性鋰離子電池的3D多孔NiO/石墨烯復(fù)合紙負(fù)極
      隨著可穿戴設(shè)備的迅速出現(xiàn),柔性鋰離子電池(LIBs)比以往任何時(shí)候都更需要。不同活性材料的石墨烯基復(fù)合紙電極在柔性L(fǎng)IBs中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,由于石墨烯層易于堆積,因此在高電流密度下很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)循環(huán)壽命。在此,我們成功制作了獨(dú)特的三維(3D)多孔NiO微花/石墨烯紙(fNiO/GP)電極。所得的fNiO/GP電極在高倍率下表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(在1 A/g的高電流密度下,經(jīng)過(guò)600次循環(huán)后的存儲(chǔ)容量為359 mAh/g)。簡(jiǎn)單的3D多孔結(jié)構(gòu)結(jié)合石墨烯的高導(dǎo)電性和柔韌性?xún)?yōu)勢(shì),可確保電子/離子的快速傳輸,并在充放電過(guò)程中緩沖NiO的體積膨脹,微尺寸的NiO花能在納/微米級(jí)的孔隙中形成層次結(jié)構(gòu),從而促進(jìn)電解質(zhì)的滲透,防止石墨烯層的重新堆積。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將激發(fā)未來(lái)用于高性能柔性L(fǎng)IBs的各種活性材料/石墨烯復(fù)合電極的制造。 
 
Scheme 1. NiO/GP制造過(guò)程以及所得的包含納米顆粒(nNiO)和微花(fNiO)紙結(jié)構(gòu)的示意圖。
 
 
Fig. 2. fNiO/GP的XPS譜:(a) XPS測(cè)量譜,(b) C1s區(qū),(C) O1s區(qū),(d) Ni 2p區(qū)。
 
 
Fig. 3. (a,b) NiO微花、(c,d) nNiO/GP、(e,f) fNiO/GP的SEM圖。
 
 
Fig. 4. (a) fNiO/GP的CV曲線(xiàn)和(b)恒流充放電曲線(xiàn),(c) fNiO、nNiO/GP和fNiO/GP在不同電流密度下的倍率性能,(d)不同電流密度下的電容保持量與電流密度0.1 A/g相比,(e) 在1 A/g電流密度下 fNiO/GP的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性。
 
 
Fig. 5. (a) fNiO, (b) nNiO/GP,和(c) fNiO/GP電極的Nyquist圖,以及(d-f)各自的σ計(jì)算圖表。
 
       相關(guān)研究成果于2020年由四川大學(xué)Chuhong Zhang課題組,發(fā)表在Journal of Energy Chemistry (https://doi.org/10.1016/j.jechem.2019.11.022)上。原文:3D hierarchically porous NiO/Graphene hybrid paper anode for long-life and high rate cycling flexible Li-ion batteries
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