金属有机框架衍生逆光类型3D石墨碳,用于高度稳定的离子电池
Nitish Kumar1, Prakash Kumar Pathak1, Rahul R Salunkhe1
1Indian Institute of Technology Jammu Jagti, NH-44, PO Nagrota, Jammu - 181221, J&K, India. rahul.salunkhe@iitjammu.ac.in.
Nanoscale
|August 14, 2023
概括
研究人员开发了一种使用聚钢和ZIF-67用于离子电池 (LIB) 的新型多孔碳阳极. 这种材料在700°C时得到了优化,提供了增强的容量和长期稳定性,克服了传统石墨碳阳极的局限性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 石墨碳阳极对于离子电池 (LIB) 是至关重要的,但其表面积较小,孔径较差和导电性较差.
- 这些局限性阻碍了LIBs的整体业绩和寿命.
研究的目的:
- 为了设计一个高度多孔的,三维的石墨碳材料,以提高LIB阳极性能.
- 为了克服传统石墨碳阳极固有的局限性.
主要方法:
- 使用聚乙烯作为核心和热性伊米达酸框架-67 (ZIF-67) 颗粒作为装饰剂,以创建一种新的碳结构.
- 优化了碳化温度,特别研究了600,700,800,和900°C.
- 制造和测试硬币电池和半电池以评估电化学性能.
主要成果:
- 在700°C碳化后的材料表现出优越的性能,因为它含有高酸含量.
- 实现了775mA hg-1的初始放电容量,在55个周期内增加到806mA hg-1.
- 在半细胞中以1Ag-1的速度在2000个循环后保持96%的容量后,表现出优异的长期稳定性.
结论:
- 开发的多孔石墨碳材料,在聚钢芯上装饰ZIF-67并在700°C时碳化,显著提高了LIB阳极性能.
- 这种新材料为传统阳极提供了有希望的替代品,提供高容量和特殊的循环稳定性.


