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土耳其薩班奇大學SUNUM納米技術研究中心Alp Yurum課題組--高穩定性氧化石墨烯氣凝膠支撐的超細氧化鐵顆粒用作高性能鋰離子電池陽極
       這里,報道了一種簡便的氧化還原沉積方法,用于構造部分還原的氧化石墨烯支撐的超細Fe3O4顆粒(Fe3O4 @ PrGO),該雜化物用作鋰離子電池陽極,其中Fe3O4顆粒的尺寸為20~30 nm,并有效地修飾了PrGO氣凝膠。該雜化結構改善了活性物質位點與電解質的可接觸面積,并提高了鋰和電子的傳輸途徑。該材料在100次循環后,在電流密度為0.5 Ag-1時,電容高達2136 mAhg-1,甚至在600次循環后仍具有出色的循環穩定性。如此優異的鋰離子傳輸動力學,這主要是歸因于粉末狀的Fe3O4顆粒在3D PrGO框架上的有效附著,在10 Ag-1的極高放電速率下,電池容量高達480 mAhg-1。經過長時間的老化后,電容能力(經電化學循環)能夠完全恢復,說明了該雜化材料有望替代傳統石墨,而作為堅固而高性能的鋰離子陽極材料。
 
  
Figure 1. 該示意圖說明了Fe3O4@PrGO雜化氣凝膠的構建步驟。
 
 
Figure 2.改良的Hummer’s法制備的 GO(灰色),Fe3O4 NP(紅色)和Fe3O4@PrGO(藍色)粉末樣品的(a)XRD圖和(b)拉曼光譜。
 
 
 
Figure 3. (a)裸露的Fe3O4納米顆粒(Fe3O4 NP),(b)超細球形Fe3O4顆粒修飾PrGO表面,(c)Fe3O4@PrGO氣凝膠相互連接的框架SEM圖像。
 
  
Figure 4. Fe3O4@PrGO的STEM圖像(a)原始電極,(b)100次循環后。EDX圖(c-f)原始電極,(g-j)100次循環后電極的元素分布。 Fe(紅色),O(綠色)和C(藍色)。 黃色區域是Fe和O共同存在的地方,對應于電極上Fe3O4的分布情況。
 

Figure 5.(a)Fe3O4@PrGO和(b)Fe3O4 NP的循環伏安圖(CV),其掃描速率為1 mVs-1;(c)Fe3O4@PrGO和(d)Fe3O4的恒電流充放電曲線,以及(e)Fe3O4 NP和Fe3O4@PrGO的循環性能。
 
      該研究工作由土耳其薩班奇大學SUNUM納米技術研究中心Alp Yurum課題組于2020年發表在Carbon期刊上。原文:High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe3O4 particles with superior performance as a Li-ion battery anode。

轉自《石墨烯雜志》公眾號

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