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(huán)測試中電極結(jié)構(gòu)的破壞是限制SIBs進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素。這里,獨(dú)特的分級結(jié)構(gòu)被成功制備,該Ni2P納米片/三維石墨烯(3DG)復(fù)合材料具有很好的穩(wěn)定性。其中pH對Ni2P的形貌和性質(zhì)的影響也被研究討論。pH為4時(shí),所制備的分級Ni2P/3DG網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)顯示出更高的比容量(在100 mA g-1電流密度下,達(dá)313.5mAh g-1),更好的倍率特性(在1 A g-1電流密度下循環(huán)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(qiáng)的鈉儲存性質(zhì)可以歸因于3DG的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和高電導(dǎo)率(提供快速-連續(xù)-長距離的電子傳輸過程)。該分級結(jié)構(gòu)能有效緩沖體積膨脹,避免結(jié)構(gòu)破壞,且使得Ni2P與電解質(zhì)之間保持緊密接觸。這些結(jié)果證明了分級的Ni2P/3DG納米復(fù)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(fù)合材料的示意圖。
Figure 2.(a)3DG(無泡沫鎳時(shí)),Ni(OH)2/3DG和Ni2P/3DG-4的XRD圖,(b)3DG,(c)Ni(OH)2/3DG和(d)Ni2P/3DG-4的SEM圖,(e)Ni2P/3DG-4的側(cè)視SEM圖,(f)Ni2P/3DG-4的TEM圖,插圖為HRTEM圖,(g)EDS元素漫譜圖。
Figure 3.(a)Ni2P/3DG-4的前四圈CV曲線,(b)充放電曲線,(c)循環(huán)性能,(d)倍率性能,(e)與其他過渡金屬磷化物的倍率性能比較,(f)在循環(huán)測試后不同樣品的EIS譜,(g)長時(shí)間的循環(huán)性能。
Figure 4.pH對形貌的影響研究以及循環(huán)200圈后的SEM圖。
Figure 5. (a)Ni2P/3DG//Na3V2(PO4)3燃料電池的示意圖,(b)充放電曲線,(c)循環(huán)性能測試,(d)組裝的兩對燃料電池點(diǎn)亮“1314”LED的光學(xué)照片。
該研究工作由太原理工大學(xué)Xiaomin Wang團(tuán)隊(duì)于2019年發(fā)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 batteries(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152751.)
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