通过Al₂O₃纳米颗粒进行界面稳定,用于高效的离子电池的减少的氧化石墨烯封装的亚微米阳极

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:

• 碳复合材料是下一代离子电池 (LIB) 的关键.
• 开发高效,具有成本效益的/石墨烯阳极对于LIB的发展至关重要.
• 微米需要结构支持和导电性增强才能达到最佳性能.

研究的目的:

• 设计和合成一种新的半孔//减少氧化石墨烯 (Si/Al2O3/RGO) 复合阳极.
• 为了提高LIBs的阳极的电化学性能和结构稳定性.
• 为高容量的/碳复合材料提供一个具有成本效益的制备途径.

主要方法:

• 采用了两步球磨法与火工艺相结合.
• 商业Al2O3纳米颗粒被引入作为一个硬化中间层.
• 减少的氧化石墨烯 (RGO) 纳米片被用作导电和弹性涂层.

主要成果:

• Si/Al2O3/RGO复合材料在200个循环后在500 mA g-1下表现出852 mA hg-1的高放电能力 (约85%的保留).
• 在 3000 mA g-1 的高电流密度下,实现了 405 mA h g-1 的稳定特定容量.
• 复合材料显示了更好的电导率,电荷转移,电解质扩散和结构稳定性.

结论:

• Al2O3中间层和RGO外协同缓冲体积膨胀,增强循环稳定性.
• 开发的Si/Al2O3/RGO复合材料为高性能LIB阳极提供了一个有希望的,低成本的方法.
• 这项工作为下一代LIBs的基阳极材料的进步做出了贡献.