Ag@NPC(纳米银包覆氮掺杂多孔碳):优异的锂电池阳极复合材料

文章概述
石墨是常用的商业锂电池电极材料,由于其理论电容量低(372 mAh/g),很难满足电动汽车日益增长的高储能需求。 为了提高电容量,过去几十年里,人们开发了诸如过渡金属氧化物、硅基/锡基材料等具有高理论电容量的材料。可是这些材料会和锂发生不可逆反应。Ag具有较高比容量,是锂电池阳极材料的较好选择。但是,在电池循环过程中Ag不可避免地产生体积膨胀影响其循环性能。将多孔碳与纳米银颗粒复合是解决该问题的有效方法之一。厦门大学罗学涛教授课题组以MOF(ZIF-8,金属有机框架材料)为前驱体制备了氮掺杂多孔碳(NPC),再利用水热法合成了新型纳米银-氮掺杂多孔碳(Ag-NPC)复合材料。由于Ag纳米颗粒和多孔碳基体的协同效应,与多孔碳相比,此复合材料表现出良好的电化学性能(可逆电容由501.6 mAh/g大幅提高至 852mAh/g)。
                 
文章引用信息
                         
Yuqing Chen, Jintang Li, Guanghui Yue, Xuetao Luo, Novel Ag@Nitrogen-doped Porous Carbon Composite with High Electrochemical Performance as Anode Materials forLithium-ion Batteries. Nano-Micro Lett. 9,29 (2017).doi 10.1007/s40820-017-0131-y此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第3期,详情请阅读全文,可免费下载全文。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、APP、Facebook、twitters等平台推出。以往推文请关注中文推广网站(http://nmsci.cn)。

作者介绍

罗学涛,厦门大学教授/博士生导师,获国务院政府津贴荣誉,全国冶金法太阳能多晶硅产业技术创新联盟理事,多个国际冶金期刊的特约审稿委员。开展了造渣精炼、真空除磷、等离子除硼、定向凝固除杂的研究,在冶金法制备太阳能多晶硅方面具有丰富的实验经验和相应理论依据。参加/承担国家自然基金重点项目、省重大科技专项、省重点基、企业委托横向课题20余项,主持经费1000余万元。发表论文90余篇,授权专利50项。
研究方向:低成本多晶硅冶金法制备,高岭土深加工技术主页链接:http://lmc.xmu.edu.cn/bd/9f/c2941a48543/page.htm

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图文导读
                     
图1. (a, b) ZIF-8,(c, d) NPC的SEM图,( e, f)NPC的元素映射

图2. NPC 和 Ag-NPC的(a)吸附-解吸等温线,(b)孔径大小分布

图3.(a)Ag-NPC和 ZIF-8的XRD图(b)Ag-NPC的拉曼光谱 (c)Ag-NPC的热重分析

图4. Ag-NPC的(a)SEM图,(b) 元素映射,(c)TEM图,(d)Ag NPs在NPC表面的HRTEM图

图5.  (a)Ag-NPC的XPS全谱,(b) Ag 3d和( c) N 1s 的高分辨X射线光电子能谱

图6. Ag-NPC的形成过程示意图

图7. (a) NPC and (b) Ag-NPC电极的循环伏安曲线

图8. NPC和 Ag-NPC的 (a) 电化学阻抗谱, (b)恒流放电–电荷分布,(c) 循环性能,(d)能率

图9.  NPC和 Ag-NPC的电化学阻抗谱

图10. Ag-NPC在100 mA g-1下200个周期后的(a)SEM图,(b) 元素映射

Nano-Micro Letters《纳微快报》


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