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非高逼格电极材料NiO汇总(五)

非高逼格电极材料NiO汇总(五)


一、高储锂性能多孔NiO纳米棒的合成

一维纳米结构金属氧化物作为高储锂性能负极材料广受关注,近日来自长春应化所的Qian等人报道了一种金属—有机框架在空气中热处理辅助合成多孔NiO纳米棒的简单可扩展合成策略。由此合成的NiO纳米棒主要是直径大约38nm的纳米级颗粒,将其用作锂离子电池负极时,在100mA/g的电流密度下首次放电容量达743mAh/g,并且循环60圈后容量仍达700mAh/g

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图1.NiO纳米棒的SEM图


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图2.NiO纳米棒的电化学性能

Q Li, G Huang, D Yin, Y Wu, L Wang, Synthesis of Porous NiO Nanorods as High-Performance Anode Materials for Lithium-Ion Batteries, Particle, 2016, DOI: 10.1002/ppsc.201600084.



二、高电化学活性的三维层级结构Co3O4@NiO纳米线阵列

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图3.Co3O4@NiO纳米阵列的合成过程示意图

众所周知,超级电容器较其他能源存储设备(电池和燃料电池)拥有更快的充放电过程,高能量密度,长循环寿命并且环境友好型。为了获得高比容量和能量密度,相较于碳材料,过渡金属氧化物因其能够发生法拉第反应,因此能够存储更高的能量和电荷,更有望应用于超级电容器。

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图4.Co3O4@NiO的SEM图像

鉴于此,安徽大学Hu等人使用简单的水热合成策略在泡沫镍上合成了一种高度有序的三维层级Co3O4@NiO纳米线阵列。研究表明Co3O4@NiO纳米结构随着反应时间和温度增加会发生形态的变化。得益于核壳复合结构较低的电荷转移电阻,电荷传递能力和电化学性能大提高,作为无粘结剂超级电容器时,在1A/g的电流密度下比电容高达1236.67F/g,并且循环稳定性优异(循环500次容量保持率达91.35%);将其构筑为对称超级电容器时,在1A/g的电流密度下比容量仍然高达720.71F/g

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图5.Co3O4@NiO的电化学性能

Qingqing Hu, Zhengxiang Gu, Xiaoting Zheng, Xiaojun Zhang, Three-dimensional Co3O4@NiO Hierarchical Nanowire Arrays for Solid-State Symmetric Supercapacitor with Enhanced Electrochemical Performances, Chemical Engineering Journal,  2016, DOI: org/10.1016/j.cej.2016.06.097



三、高储锂钠性能超薄NiO纳米片的合成与表征

金属氧化物因其优异的理论容量,高储锂活性及较低的成本,被广泛地应用于锂离子电池研究。近日,西北大学的Wang等人通过简单合成路线制备了一种新型核壳结构HC@NiO微球,得益于HC(Hollow carbon) 提供的高导电性和超薄NiO纳米片的高载有量,这种复合物表现出优异的锂钠存储性能。将其用作锂离子电池负极材料时,在0.5A/g的电流密度下循环100次其容量仍达992mA/g;与此同时,将其用做钠离子电池负极材料,在0.1A/g的电流密度下循环50次,其可你容量保持在309mAh/g

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图6.HC@NiO合成示意图

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图7.HC@NiO的SEM图(d)及其中间产物的SEM图(a-c)


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图8.HC@NiO的电化学性能

Beibei Wang, Gang Wang, Xuemei Cheng, Hui Wang, Synthesis and electrochemical investigation of core-shell ultrathin NiO nanosheets grown on hollow carbon micro-spheres composite for high performance lithium and sodium ion batteries, Chemical Engineering Journal, 2016, DOI: org/10.1016/j.cej.2016.08.057



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本周“每日一师”栏目将继续介绍以下几位老师

1.华南理工     张正国 教授

2.中科院物理研究所   黄学杰 教授

3.北京大学   侯仰龙 教授

4.中科院金属研究所    成会明 院士

5.武汉大学   艾新平 教授


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