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华北理工大学许建铁院士在废锂离子电池中合成石墨正极取得进展

时间:2023-04-25 13:06:56 点击:246次

介绍

寻找商用电极的替代品是开发先进锂离子电池 (LIB) 的关键。 与它们在锂离子电池负极应用方面的大量努力和进展相比,石墨烯及其衍生物作为正极受到的关注较少。 这篇论文中,华东理工大学徐建铁院士等研究人员在《 》杂志上发表了题为《 》的论文。 基于废LIB石墨阴极的改进处理和热还原,合成了一系列具有不同“蠕虫状”和微孔的材料。 还原多孔氧化石墨烯 (rhG-x) 的结构。 rhG-400 作为锂离子电池的正极得益于优化的含氧官能团和 rhG-x 在 x = 400 °C 固溶体中的电子浊度比,以及“蠕虫状”和微孔结构,这提供了高可逆容量(例如0.-1 at 109.6Ag-1)和出色的倍率能力,并保持2000次以上循环的长循环寿命,具有137.-1的高可逆容量。

图解指南

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图 1. (a) rhG-x 合成过程示意图,(bc) SG 和 (de) hSG 的 SEM 图像,(fg) SEM 和 (hj) EDS 元素映射:rhG 的 (i) O 和 (j) -400 ) C, (km) rhG-400 的 TEM 图像及其相应的 SAED 图案。

图 2. (a) XRD 图,(b) 拉曼光谱,(c) rhG-x (x=300、350、400 和 600) 的氮气吸附-脱附曲线和孔径分布(插图),(d ) ) hSGO 和 rhG-x 的 FTIR 光谱(x = 300、350、400、450 和 600),(e) rhG-x 的 XPS 光谱和高帧率 和 C1s 光谱(插图)(x = 300, 350、400、450 和 600)

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图 3. 显示了 rhG-x(x = 300、350、400、450 和 600)作为 LIB 阴极在 2 和 4.5 V 之间测试的电物理特性。

图 4. 执行了 rhG-x(x=300、350、400、450 和 600)的电极动力学、电物理阻抗谱 (EIS)

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概括

综上所述,通过微孔废弃氧化石墨(hSGO)在不同水温下的固溶,合成了一系列具有“蠕虫状”微孔结构的还原微孔氧化石墨烯(rhG-x)。 这项工作不仅为基于废 LIB 中的石墨阴极合成高性能 LIB 阳极提供了一种通用而有效的方法,而且为未来设计其他碳材料作为储能组件的阳极提供了有价值的指导。

文学: