本文中，我们报告了一种简便的氧化还原沉积方法，用于构造在部分还原氧化石墨烯上生长超细Fe₃O₄颗粒（Fe₃O₄@PrGO），并用作锂电池负极，其中20-30 nm尺寸的Fe₃O₄颗粒有效地装饰了PrGO气凝胶。杂化结构改善了电解质可及的活性物质位点的数量，并提供了增强的锂和电子传输途径。该材料在电流密度为0.5 A g^-1的情况下进行100次循环后已显示出高达2136 mAh g^-1的可逆比容量，即使经过600次循环后，在1 A g^-1下仍具有出色的循环性能。优异的锂离子传输动力学，主要是由于将1-2 nm尺寸粉碎的Fe₃O₄颗粒有效附着到3D PrGO网络上，即使在10 A g^-1的极高放电速率下，该电池也能显示480 mAh g^-1的容量。即使经过长时间的老化，电化学循环所获得的容量也已被完全恢复，这突出了其替代传统石墨作为坚固而高性能负极材料的潜力。
 

Figure 1. Fe₃O₄@PrGO混合气凝胶的制造步骤
 

Figure 2. （a）裸露的Fe₃O₄纳米颗粒（Fe₃O₄ NP）的SEM图像，（b）装饰PrGO表面的超细球形Fe₃O₄颗粒，（c）Fe₃O₄@PrGO气凝胶的互连网络。
 

Figure 3. （a）Fe₃O₄@PrGO和（b）Fe₃O₄NP的循环伏安图（CV）；（c）Fe₃O₄@PrGO和（d）Fe₃O₄ NP电极在第1，第2，第3，第15和第100次循环时的恒电流充放电曲线，以及（e）Fe₃O₄ NP和Fe₃O₄@PrGO的循环曲线
 

Figure 4. （a）Fe₃O₄@PrGO电极在1 A g^-1下的循环性能；在（b）阶段I，（c）阶段II和（d）阶段III的选定循环中，电极的电容电压曲线。
 
        相关研究成果于2021年由萨班哲大学Alp Yurum课题组，发表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.049）上。原文：High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe₃O₄ particles with superior performance as a Li-ion battery anode。

转自《石墨烯杂志》公众号