东北大学AFM：镍催化合成用于高性能锂离子电池的三维边缘卷曲石墨烯
兔兔
由于其二维平面结构和独特的电子行为，石墨烯在电化学储能领域受到广泛关注，特别是在锂离子电池领域。作为锂离子电池的负极材料，石墨烯的两面都可以用作锂的储存场所，从而为Li2C6形式的石墨烯提供744 mAh g−1的理论比容量，是石墨的两倍。但是，当前石墨烯产品的实际性能和理论性能之间仍然存在明显的差距。对于石墨烯的制备和应用，有效地防止石墨烯的堆积并保持超薄层仍然是一项重要的研究工作。基于此，东北大学孙挺教授团队与中佛罗里达大学的Yang Yang合作，提出了一种基于盐模板表面催化剂迁移控制石墨烯生长的新型合成策略，用于制备三维边缘卷曲石墨烯（3D ECG）。在位阻和Ni催化剂迁移的协同作用下，3D ECG形成了一种特殊的结构，其中中间部分是平坦的，边缘是卷曲的。所得的独特结构不仅有效地防止了石墨烯的紧密堆积和聚集，而且还显着提高了其锂存储性能。作为锂离子电池的负极，在0.05和5.0 A g−1的电流密度下，可逆比容量可以达到907.5和347.8 mAh g−1。即使经过1000次循环，在电流密度为0.5 A g−1的情况下，3D ECG的比容量仍可以保持在605.2 mAh g−1，这证明了3D ECG出色的倍率性能和循环性能。这种新的合成策略和独特的边缘卷曲结构可用于指导更多的3D石墨烯材料设计，以进一步实现功能应用。
Jianghua Zhang, Yongjian Ai, Jiajing Wu, Daile Zhang, Yun Wang, Zhongmin Feng, Hongbin Sun, Qionglin Liang, Ting Sun, Yang Yang. Nickel-Catalyzed Synthesis of 3D Edge-Curled Graphene for High-Performance Lithium-Ion Batteries. Advanced Functional Materials 2019, 1904645.
DOI: 10.1002/adfm.201904645
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201904645