Universidad de Donghua: nanoesferas de B-SiOC encapsulan películas conductoras de grafeno para baterías de iones de litio.
Las nanopartículas de SiOC se consideran uno de los ánodos más prometedores para baterías de iones de litio debido a su alta capacidad y excelente estabilidad cíclica. Sin embargo, las reacciones secundarias causadas por una alta superficie específica y una alta resistencia entre partículas dificultan la aplicación práctica de los materiales de SiOC. En este artículo, un equipo de investigación de Yang Jianping de la Universidad de Donghua publicó un artículo en New J.Chem titulado "Confirmando el autoensamblaje de nanoesferas de SiOC en películas de grafeno para lograr iones de litio" Ciclismo de estabilidad de las baterías", un estudio limitado de auto- Se desarrolló un proceso de ensamblaje en el que se encapsularon nanoesferas de SiOC (B-SiOC) dopadas con boro en una película conductora de grafeno (B-SiOC@G). El dopaje b puede inducir la interconexión y el ensamblaje de nanopartículas de SiOC, mientras que el grafeno como estructura conductora puede amortiguar los cambios de volumen y promover el transporte de iones de litio y electrones. Por lo tanto, el ánodo B-SiOC@G obtenido exhibe una excelente estabilidad cíclica, con una caída del 0,03% por ciclo a 0,5Ag-1 y una capacidad reversible de 445 mA hg-1 después de 1000 ciclos. Estos resultados indican que B-SiOC@G es un material anódico prometedor y altamente estable para baterías de iones de litio.
Guía de lectura de gráficos
Figura 1, (a y d) Imágenes SEM de B-SiOC@G, (B y e) Imágenes TEM de B-SiOC@G, (C y f) imagen SEM de SiOC@G, (g-k) mapeo elemental de Si, O, C, B.
Figura 2 (a) patrón XRD, (b) espectro FTIR, (c) desplazamiento Raman de b-SiOC@G, sioc@g, CA-SiOC@G y VC-sioc@g, ( d) Curvas TGA de b-SiOC@G, SiOC, SiOC@G, CA-SiOC@G y VC-sioc@g.
Figura 3. (a) Isoterma de adsorción de nitrógeno de b-sioc@g, espectro XPS de (b) b-sioc@g, (c) C 1s y (d) B1s de b-sioc@g.
Figura 4, (a) primera curva de descarga/carga, (B) eficiencia de Coulomb inicial, (c) gráfico de Nyquist de la muestra después del primer ciclo, (d) tasa de rendimiento y (e) ciclismo Rendimiento de B-SiOC@G, SiOC@G y VC a una densidad de corriente de 0,5 a g-1.
Figura 5. (a) prueba GITT de B-SiOC@G y (b) sioc@g, (c) coeficiente de difusión correspondiente de Li+ calculado a partir de GITT de B-SiOC@G y SiOC@G, (d) B- después de diferentes ciclos EIS curva de SiOC@G.
Resumen
La película de grafeno no solo puede servir como un marco conductor para amortiguar los cambios de volumen y promover la transmisión de iones de litio y electrones, sino que también puede prevenir la formación continua de SEI. Película y garantizar una estabilidad estable durante la interfaz del electrolito. Este trabajo podría tener profundas implicaciones para el diseño estructural de materiales anódicos altamente estables.
Literatura:
https://doi.org/10.1039/D1NJ06229H