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陜西師范大學(xué)Xuexia He課題組--中空結(jié)構(gòu)二硫化釩復(fù)合還原氧化石墨烯架構(gòu)可增強(qiáng)鈉離子電池性能
       作為典型的二維(2D)層狀材料,(二硫化釩)VS2由于與金屬氧化物或其他2D材料相比具有較大的層間間距和高導(dǎo)電性,因此,具有在SIBs中應(yīng)用的巨大潛力。還原氧化石墨烯(RGO)具有出色的電子性能和較大的比表面積,有利于快速電子傳輸和豐富的氧化還原位點(diǎn)。在這項(xiàng)工作中,首次開(kāi)發(fā)了VS2空心花球和RGO納米復(fù)合材料,它是使用簡(jiǎn)便的溶劑熱方法合成的。得益于特殊的分層結(jié)構(gòu),當(dāng)在室溫下用作SIBs的陽(yáng)極材料時(shí),制備的VS2空心花球@RGO(命名為VS2 HFS/RGO)納米復(fù)合材料電極可提供高可逆放電比容量,在100 mA/g的電流密度下為430 mAh/g,優(yōu)異的倍率性能(2 A/g)和出色的循環(huán)性能;在500次循環(huán)后,在100 mA/g時(shí)放電容量保持350 mAh/g。結(jié)果表明,VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料的動(dòng)力學(xué)主要是電容控制的存儲(chǔ)過(guò)程,高容量貢獻(xiàn)有利于良好的速率性能。這項(xiàng)工作可以為SIBs的實(shí)際應(yīng)用探索和尋找高性能陽(yáng)極材料提供新的方法和潛力。 
Figure 1. VS2 HFS的形態(tài)特征和微觀結(jié)構(gòu):(a)低倍FESEM圖像;(b)放大的SEM圖像;(c)高倍放大的FESEM圖像;VS2的TEM圖像:(d–e)不同的放大圖像;(f)高分辨率圖像;(g-i)VS2 HFS的EDX元素映射:(h)V和(i)S
 

Figure 2. VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料的相和形態(tài)特征:(a)XRD圖;(b)拉曼光譜;(c–d)具有不同放大率的FESEM圖像;(e–f)TEM圖像;(g–j)VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料的EDX元素映射圖像:(h)C、(i)V和(j)S
 

Figure 3. SIBs電化學(xué)表征:(a)VS2 HFS和(b)VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料的循環(huán)伏安曲線;在100 mA/g的電流密度下,(c)VS2 HFS和(d)VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料測(cè)得的第一,第二,第三和第十個(gè)周期的恒電流充放電曲線
 

Figure 4. VS2 HFS和VS2 HFS/RGO納米復(fù)合電極的鈉存儲(chǔ)貢獻(xiàn)的動(dòng)力學(xué)分析:(a–b)在0.1至1.0 mV/s的不同掃描速率下的CV曲線;(c–d)通過(guò)繪制對(duì)數(shù)峰值電流(log i)對(duì)所施加掃描速率的對(duì)數(shù)(log v)來(lái)計(jì)算b值

 
Figure 5. 與VS2 HFS和VS2微型花相比,VS2 HFS/RGO納米復(fù)合材料的電化學(xué)測(cè)量:(a)在不同電流密度下的速率性能;(b)EIS奈奎斯特阻抗譜;(c)在100 mA/g的電流密度下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和庫(kù)侖效率
 

Figure 6. VS2 HFS的增長(zhǎng)機(jī)制 
      相關(guān)研究成果于2019年由陜西師范大學(xué)Xuexia He課題組,發(fā)表在ChemElectroChem(https://doi.org/10.1002/celc.201901626)上。原文:Hollow Structure VS2@Reduced Graphene Oxide (RGO) Architecture for Enhanced Sodium-Ion Battery Performance。
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