層狀雙金屬氫氧化物(LDH)陽極材料在高電流密度和長時間循環下,保持其出色的鋰離子存儲性質仍然存在巨大挑戰。在這里,發展了一種雜化材料,將Ni/Co LDH(CoNi-LDH)錨定在氧化石墨烯(GO)表面上以獲得良好的結構穩定性。在生長過程中,層間距較低(4.6 Å)的β相轉換為層間距較高(8.1Å)的α相,且相對于單獨的CoNi-LDH片,引入GO后片更薄。XPS結果表明在超薄CoNi-LDH和GO之間形成了C=O化學鍵,提高了結構穩定性并有效降低電荷轉移阻抗。如預期的那樣,該雜化材料實現了長時間的循環穩定性,在5 A/g高電流密度下可實現440 mAh/g的比電容,該研究工作表明引入GO后有效抑制了CoNi-LDH結構的破壞。

Figure1. (a) GO, CoNi-LDH和CoNi-LDH/GO的XRD圖,(b) GO和CoNi-LDH/GO的Raman譜,(c) FT-IR 譜比較 (d) CoNi-LDH/GO的XPS總譜,(e) 高分辨Ni 2p XPS譜和(f) 高分辨Co 2p XPS譜。

Figure 2. (a)CoNi-LDH和(b-c)CoNi-LDH/GO雜化物的SEM圖像,d-e)CoNi-LDH/GO多層薄片經乙醇超聲處理,獲得的TEM圖,(f)在GO表面垂直生長CoNi-LDH的HRTEM圖,(g)CoNi-LDH/GO的EDS分析,O,Ni和Co元素的映射。

Figure 3. CoNi-LDH/GO雜化物和CoNi-LDH的電化學性能表征。 (a)CoNi-LDH/GO和(b)CoNi-LDH的循環伏安圖(CV),(c)電化學阻抗圖(EIS)和相應的擬合曲線,(d)恒電流充放電曲線(GCD),(e)倍率特性,(f)循環穩定性評估。
該研究工作由燕山大學Xinyu Zhang課題組于2020年發表在Energy & Fuels期刊上。原文:Ni-Co double hydroxide grown on graphene oxide for enhancing lithium ion storage。
摘自《石墨烯雜志》公眾號: