过渡金属磷化物具备高比容量和低放电电位,因此作为钠离子电池(SIBs)电极材料引起了极大的研究兴趣。但是,在循环测试中电极结构的破坏是限制SIBs进一步发展的关键因素。这里,独特的分级结构被成功制备,该Ni2P纳米片/三维石墨烯(3DG)复合材料具有很好的稳定性。其中pH对Ni2P的形貌和性质的影响也被研究讨论。pH为4时,所制备的分级Ni2P/3DG网络结构显示出更高的比容量(在100 mA g-1电流密度下,达313.5mAh g-1),更好的倍率特性(在1 A g-1电流密度下循环1000次后为155.4 mAh g-1)。此外,由Ni2P/3DG阳极和Na3V2(PO4)3阴极组装的燃料电池也被表征研究。其增强的钠储存性质可以归因于3DG的独特结构和高电导率(提供快速-连续-长距离的电子传输过程)。该分级结构能有效缓冲体积膨胀,避免结构破坏,且使得Ni2P与电解质之间保持紧密接触。这些结果证明了分级的Ni2P/3DG纳米复合电极是一种潜在的钠离子存储电极材料。
Figure 1.制备Ni2P/3DG纳米复合材料的示意图。
Figure 2.(a)3DG(无泡沫镍时),Ni(OH)2/3DG和Ni2P/3DG-4的XRD图,(b)3DG,(c)Ni(OH)2/3DG和(d)Ni2P/3DG-4的SEM图,(e)Ni2P/3DG-4的侧视SEM图,(f)Ni2P/3DG-4的TEM图,插图为HRTEM图,(g)EDS元素漫谱图。
Figure 3.(a)Ni2P/3DG-4的前四圈CV曲线,(b)充放电曲线,(c)循环性能,(d)倍率性能,(e)与其他过渡金属磷化物的倍率性能比较,(f)在循环测试后不同样品的EIS谱,(g)长时间的循环性能。
Figure 4.pH对形貌的影响研究以及循环200圈后的SEM图。
Figure 5. (a)Ni2P/3DG//Na3V2(PO4)3燃料电池的示意图,(b)充放电曲线,(c)循环性能测试,(d)组装的两对燃料电池点亮“1314”LED的光学照片。
该研究工作由太原理工大学Xiaomin Wang团队于2019年发表在Journal of Alloys and Compounds期刊上。原文:Hierarchical Ni2P nanosheets anchored on three-dimensional graphene as selfsupported anode materials towards long-life sodium-ion batteries(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152751.)
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