Исследование нанокомпозитов Fe3O4@C в качестве анодных материалов для лития

Литий-ионный аккумулятор (LIB) широко используется в электромобилях и портативных устройствах, таких как мобильные телефоны и ноутбуки. Однако существующие LIB имеют ограничения с точки зрения удельной емкости и производительности, что затрудняет удовлетворение растущего спроса на длительное время работы электронных устройств.

Чтобы решить эту проблему, исследователи изучают новые анодные материалы с высокой удельной емкостью и циклической стабильностью. Одним из перспективных материалов является оксид железа (Fe3O4), обладающий высокой теоретической удельной емкостью, низкой стоимостью и экологичностью. Однако Fe3O4 страдает от быстрого снижения емкости и плохих свойств переноса заряда.

Чтобы преодолеть эти недостатки, были использованы различные стратегии повышения структурной стабильности и электропроводности Fe3O4. Наноструктурированные Fe3O4, такие как наночастицы и наностержни, были синтезированы для снятия стресса и уменьшения диффузионного расстояния Li/Li+. Нанокомпозиты Fe3O4 с углеродным покрытием и нано-Fe3O4 с графеновой оболочкой также были разработаны для улучшения циклической устойчивости, служа буфером и улучшая перенос заряда.

Кроме того, была исследована конструкция скорлупы желтка или других полых структур для достижения уникальных структурных эффектов. Металлоорганические каркасы (МОФ) использовались в качестве прекурсоров для приготовления функциональных пористых материалов желаемой формы. Были синтезированы различные [защищенные по электронной почте] нанокомпозиты, которые продемонстрировали отличные электрохимические характеристики в качестве анодных материалов для ЛИА.

В этой работе был представлен крупномасштабный метод применения для получения [защищенных по электронной почте] нанокомпозитов с контролируемой морфологией. Нанокомпозиты продемонстрировали выдающиеся электрохимические характеристики, в том числе впечатляющие циклические характеристики и высокую скорость работы.

Нанокомпозиты [защищено по электронной почте] были синтезированы путем карбонизации прекурсора ферроцена, измельченного в шаровой мельнице в плазме. Фазовые компоненты и морфологию нанокомпозитов исследовали методами XRD, SEM и STEM. Содержание углерода определяли с помощью ТГ-анализа, а структуру пор и удельную поверхность оценивали по изотермам адсорбции/десорбции азота. Для дальнейшего анализа также были выполнены спектры комбинационного рассеяния света и РФЭС.

Электрохимические измерения проводились с использованием синтезированных нанокомпозитов. Нанокомпозиты были нанесены на медную фольгу для сборки таблеточных батарей. Измерения заряда/разряда проводились с использованием системы тестирования аккумуляторов.

В целом, нанокомпозиты [защищенные по электронной почте] показали многообещающий потенциал в качестве анодных материалов для ЛИА с улучшенной удельной емкостью, циклической стабильностью и высокой производительностью.