引语
🤪锂离子电池正逐步应用在大型电动设备上,开发高容量、长寿命和倍率性能优异的电池材料是锂电池研究*为重要的关键。上海大学环境与化学工程学院王勇教授课题组组*近在该领域取得下列研究成果:以双金属有机骨架为前驱体设计得到了一种多孔碳纳米管复合材料,用于锂离子电池的负极,表现出很高的容量和优异的循环及倍率性能。
结果详细资料
🉐该研究团队通过设计出在多孔十二面体中生长具有N-S共掺杂碳层的碳纳米管复合材料。该材料是以双金属有机骨架(BMOF)为前躯体,经过化学气相沉积和硫化过程两步反应得到。
间介
🔴方案设计:示意图说明由双金属有机骨架(Co/Zn-ZIF-
67)在经化学气相沉淀过程得到中间体Co/Co3Zn@N-C-CNT,进而经硫化过程合成*终产物Co-Zn-S@N-S-C-CNT复合材料。同时由于Co元素的催化作用,小的碳纳米管形成并深深扎根在十二面体产物中。
本材料的特点为双金属有机骨架(Co/Zn-ZIF-67),所以采取单原子金属骨架(Co-ZIF-67)为基准,研究其性能。
a)Co/Zn-ZIF-67和Co-ZIF-67的X射线衍射谱图;
b)Co/Co3ZnC@N-C-CNT 和Co@N-C-CNT的X射线衍射谱图;
c)Co-Zn-S@N-S-C-CNT和CoS2@N-S-C-CNT的X射线衍射谱图;
d)Co-Zn-S@N-S-C-CNT和 CoS2@N-S-C-CNT拉曼光谱图.
完美365体育:
中间产物Co/Co3ZnC@N-C-CNT的形貌表征。
a,b) SEM图, c) EDS 谱图, d–f) TEM图。
✅终产物Co-Zn-S@N-S-C-CNT的形貌表征a,b) SEM 图,c–f) TEM 图, g,h) HRTEM 图,可清晰看到多面体中生长的碳纳米管, i) 选区电子衍射图,展现良好的多晶结构, j)元素分析图。
完美365体育:
对比样中间产物Co@N-C-CNT的形貌表征:a,b) SEM 图;c,d) TEM图;
💜对比样终产物CoS2@N-S-C-CNT的形貌表征:e,f) SEM图,g,h) TEM图, i) HRTEM图, j)元素分析图。
电化学性能测试
a)Co-Zn-S@N-S-C-CNT的CV图,插图放大区域对应的是该电位下Li-Zn合金的脱合金化过程;
b) Co-Zn-S@N-S-C-CNT在0.1, 1, 2,和5 C (1 C = 1000 mA g−1) 下的首圈充放电曲线;
c) Co-Zn-S@N-S-C-CNT 和CoS2@N-S-C-CNT在电流密度为100 mA g−1 (0.1 C)下的循环性能对比;
d) Co-Zn-S@N-S-C-CNT的倍率性能。
完美365体育: