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太原理工大學Xiaomin Wang團隊--分級的Ni2P納米片錨定在三維石墨烯上作為自支撐陽極用于高壽命鈉離子電池

過渡金屬磷化物具備高比容量和低放電電位,因此作為鈉離子電池(SIBs)電極材料引起了極大的研究興趣。但是,在循環測試中電極結構的破壞是限制SIBs進一步發展的關鍵因素。這里,獨特的分級結構被成功制備,該Ni2P納米片/三維石墨烯(3DG)復合材料具有很好穩定性。其中pHNi2P形貌和性質的影響也被研究討論pH4時,所制備的分級Ni2P/3DG網絡結構顯示出更高的比容量(在100 mA g-1電流密度下,達313.5mAh g-1),更好的倍率特性(在1 A g-1電流密度下循環1000次后為155.4 mAh g-1)。此外,由Ni2P/3DG陽極和Na3V2(PO4)3陰極組裝的燃料電池也被表征研究。其增強的鈉儲存性質可以歸因于3DG的獨特結構和高電導率(提供快速-連續-長距離的電子傳輸過程)。該分級結構能有效緩沖體積膨脹,避免結構破壞,且使得Ni2P與電解質之間保持緊密接觸。這些結果證明了分級的Ni2P/3DG納米復合電極是一種潛在的鈉離子存儲電極材料。

Figure 1.制備Ni2P/3DG納米復合材料的示意圖

Figure 2.a3DG(無泡沫鎳時)Ni(OH)2/3DGNi2P/3DG-4XRD圖,(b)3DG,(c)Ni(OH)2/3DG和(dNi2P/3DG-4SEM圖,(e)Ni2P/3DG-4側視SEM圖,(fNi2P/3DG-4TEM圖,插圖為HRTEM圖,gEDS元素漫譜圖



Figure 3.aNi2P/3DG-4前四圈CV曲線,(b充放電曲線c循環性能,(d倍率性能,(e其他過渡金屬磷化物的倍率性能比較,f循環測試后不同樣品的EIS譜,g時間的循環性能。

Figure 4.pH形貌的影響研究以及循環200后的SEM

Figure 5. aNi2P/3DG//Na3V2(PO4)3燃料電池的示意圖b充放電曲線,(c循環性能測試,(d組裝的兩對燃料電池點亮“1314”LED光學照片

    該研究工作由太原理工大學Xiaomin Wang團隊于2019年發表在Journal of Alloys and Compounds期刊上。原文:Hierarchical Ni2P nanosheets anchored on three-dimensional graphene as selfsupported anode materials towards long-life sodium-ion batterieshttps://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152751.

 
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