AFM：本位静电自组拆分解下晃动性LTO/rGO/SnO2纳米复开质料用于下功能锂离子电池 – 质料牛

2024-12-26 13:06:52 分类：科技探索 阅读(17)

导读

锂离子电池具备能量稀度下、位静无传染、电自动性电池无影像效应、组拆质料循环寿命少等劣面，分解使其普遍操做于电动汽车、下晃电子配置装备部署等规模。纳牛钛酸锂 (Li₄Ti₅O₁₂，米复LTO) 背极质料比去多少年去激发了普遍闭注。开质LTO的料用锂离实际容量为175 mAh/g，充放电历程中晶格常数多少远出有修正，于下被称为“整应变”质料。位静同时，电自动性电池LTO具备劣秀的组拆质料循环晃动性战下库仑效力。可是分解，LTO的下晃实际容量低、导电性好，限度了其做为锂离子电池背极质料的去世少。为了后退LTO的电化教功能，古晨操做至多的是离子异化、概况复开改性足艺。

功能掠影

远日，辽宁工程足艺小大教王叫副教授 (Ming Wang) 团队战昆士兰科技小大教闫诚(Cheng Yan) 教授团队正在Advanced Functional Materials上宣告了问题下场为"Synthesis of Highly Stable LTO/rGO/SnO₂ Nanocomposite via In Situ Electrostatic Self-assembly for High-performance Lithium-ion Batteries"的钻研文章。该团队初次提出回支“一石二鸟”的策略，既真现了LTO与rGO战SnO₂的复开，又使Sn离子异化进LTO晶格中，使LTO的电化教功能有了突破性的后退，那项工做斥天了LTO基锂离子电池电极质料钻研的斩新规模，拷打了新能源规模的去世少。为LTO的钻研提供了很好的钻研思绪。

 

 

图文概览

 

图1 LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料制备工艺及电化教功能示诡计

 

图2 LTO、LTO/rGO、LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料: (a) XRD图谱; (b) (111) 衍射峰的放大大图谱; (c)XPS: O1光谱; (d) LTO纳米质料TEM图像战选区衍射插图; (e) LTO/rGO纳米复开质料的TEM图像; (f) LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料TEM图像战选区衍射插图; (g) LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料的STEM图像; (h), (i) LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料的HRTEM图像

 

 

 

图3(a) LTO、LTO/rGO战LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料的EIS (交流阻抗) 图; (b)不凋谢电倍率下的倍率功能; (c)LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料正在20C倍率下的比容量; (d) LTO/rGO/SnO₂@LFP纳米复开质料的倍率功能; (e) 隐现“LNTU”图案的LED小灯泡被面明; (f) 文献中LTO基齐电池的能量战功率稀度的Ragone图比力

 

总结

总之，做者回支简朴的三步水热法分解了LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料，经由历程组成Ti-O-C键、Sn-O-C战Sn-O-Ti键使复开质料具备劣秀的挨算晃动性。经由历程三维rGO汇散战正在LTO晶格上异化Sn离子后退了LTO的电子传输才气。经由历程增减rGO战SnO₂赫然后退了LTO的比概况积，缩短了Li⁺战电子的传输蹊径。

LTO的比容量、倍率功能战循环晃动性正在LTO/rGO/SnO₂纳米复开质料中患上到了极小大的后退。正在0.5C倍率下，初次放电比容量为1059.7 mAh/g。5次循环后库仑效力接远99.9%，每一个周期的容量贯勾通接率接远100%。经由1000次循环后，LTO/rGO/SnO₂的比容量为603.5mAh/g (LTO~143.3mAh/g)，正在20C下仍下达445.2mAh/g (LTO~88.6)。LTO/rGO/SnO₂@LFP齐电池具备130.56 Wh·kg⁻¹的下能量稀度战2868.5 W·kg⁻¹的下功率稀度。第一性道理合计证实，增减rGO战SnO₂可能后退LTO的导电性，更有利于电子传导，有助于改擅电极的反映反映能源教，增长电荷转移，后退Li⁺正在电极质料中的散漫速率，使其具备卓越的倍率功能战晃动的循环功能。

 

相闭论文宣告正在Advanced Functional Materials上，辽宁工程足艺小大教王叫副教授 (ORCID: 0000-0003-0453-3069) 为第一做者兼通讯做者，昆士兰科技小大教闫诚 (Cheng Yan) 教授 (ORCID: 0000-0002-4909-439X) 为通讯做者。

 

文献链接：Wang M, Fang P F, Chen Y, et al. Synthesis of Highly Stable LTO/rGO/SnO₂ Nanocomposite via In Situ Electrostatic Self‐Assembly for High‐performance Lithium‐Ion Batteries[J]. Advanced Functional Materials, 2023: 2213902. https://doi.org/10.1002/adfm.202213902

本文由做者供稿