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如何更合理地设计石墨烯包覆中空结构金属氧化物

如何更合理地设计石墨烯包覆中空结构金属氧化物

大连理工大学Zhiyu Wang,Zongbin Zhao和 Jieshan Qiu合作利用PVP碳化后得到的石墨碳层实现了中空结构的金属氧化物(h-MO)和石墨烯之间紧密耦合,并得到中空纳米结构金属氧化物@碳@石墨烯复合物(h-MO@C@G)。这种电极具有优越的协同效应,中空纳米结构可以缓解金属氧化物在充放电过程中的体积膨胀石墨碳层和石墨烯纳米片具有良好的导电性,有利于电子的快速转移。另外,层状多孔纳米结构也有助于电解质扩散。文中,研究者利用这种方法制备出h-Fe2O3@C@G复合物,用作锂离子电池负极时,表现出优越的电化学性能。在电流密度15 A/g下,经过500次循环后,储锂比容量仍为430mAh/g。重要的是,这种合成路径也适合制备其他金属氧化物(Co3O4,NiOx和FeNiO)和石墨烯的复合物。

如何更合理地设计石墨烯包覆中空结构金属氧化物
图1. h-Fe2O3@C@G的制备过程

如何更合理地设计石墨烯包覆中空结构金属氧化物
图2. h-Fe2O3@C@G用于锂离子电池表现出的电化学性能

如何更合理地设计石墨烯包覆中空结构金属氧化物
图3. h-Co3O4@C@G 和 h-NiOx@C@G用于锂离子电池表现出的电化学性能

 

Yanfeng Dong, Shaohong Liu, Yang Liu, Yongchao Tang, Ting Yang, Xuzhen Wang, Zhiyu Wang, Zongbin Zha, Jieshan Qiu. Rational design of metaloxide hollow nanostructures decorated carbon nanosheets for superior lithium storage. J. Mater. Chem. A, 2016. DOI: 10.1039/C6TA06945B

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