像Peapod这样的结构B/N配碳纳米管阵列封装MP (M=Fe,Co和Ni) 纳米粒子用于高速储存

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
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 离子电池 (PIB) 是离子电池 (LIB) 的有希望的替代品,因为的丰富性和合适的氧化还原潜力.
• 然而,大的K⁺离子半径导致反应动力学不佳和体积显著膨胀,阻碍了PIB的实际应用.
• 与碳基板混合的过渡金属化物 (TMP) 可以减轻这些问题.

研究的目的:

• 合成和评估类似于Peapod的MP@BNCNTs (M = Fe,Co,Ni) 复合材料作为PIBs的先进阳极材料.
• 调查B/N密封碳纳米管阵列在增强电子导电性和结构稳定性方面的作用.
• 为了应对PIB阳极材料中缓慢的动力学和体积变化的挑战.

主要方法:

• 易于合成类似于Peapod的MP@BNCNTs复合材料.
• 独特架构的特征,包括B/N编码和无形碳封装.
• 电化学测试以评估循环性能,容量保留和不同电流密度的速率能力.

主要成果:

• MP@BNCNTs复合材料在循环过程中表现出增强的电子导电性和减轻体积变化.
• FeP@BNCNT,CoP/Co2P@BNCNT和Ni2P@BNCNT电极在1.0Ag-1的1000个循环后分别保持了111,152和122mA hg-1的可逆电容.
• CoP/Co₂P@BNCNT电极表现出极好的速率性能,在1000个循环后在2.0 A g^{-1下保持87.9 mA hg-1.}

结论:

• 类似于Peapod的MP@BNCNTs复合材料为高性能PIB阳极提供了稳定的架构.
• B/N 密封的碳纳米管阵列促进了快速的离子和电子运输.
• 本研究提出了一个可行的策略,用于开发高流密度离子电池的先进阳极材料.