CoSe2 hình thoi kim loại được chỉ thị bởi ống nano carbon N‐doped: Một cấu trúc linh hoạt cho pin kali-ion hiệu suất cao

Advanced Science - Tập 5 Số 10 - 2018
Qiyao Yu1, Bo Jiang2, Jun Hu3, Cheng‐Yen Lao4, Yunzhi Gao1, Peihao Li5, Zhiwei Liu3, Guoquan Suo6, Donglin He3, Wei Wang5,4, Geping Yin1
1MIIT Key Laboratory of Critical Materials Technology for New Energy Conversion and Storage, School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
2Department of Materials Science and Engineering, NTNU Norwegian University of Science and Technology, Trondheim 7491, Norway
3Institute for Advanced Materials and Technology, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China
4Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge, Cambridge CB3 0FS, UK
5Department of Materials Science and Engineering, Peking University, Beijing 100871, China
6School of Materials Science and Engineering, Shanxi University of Science and Technology, Weiyang, Xi'an, Shanxi, 710021 China

Tóm tắt

Tóm tắtNhờ vào nguồn tài nguyên kali phong phú và chi phí thấp, việc tìm kiếm các vật liệu phù hợp cho pin kali-ion (KIBs) đang phát triển như một lựa chọn đầy hứa hẹn thay thế cho pin lithium-ion. Tuy nhiên, các ion K có kích thước lớn và động lực chậm gây ra hiệu suất kém cho pin. Nghiên cứu này báo cáo về CoSe2 hình thoi kim loại được chỉ thị bởi ống nano carbon N-doped như một khung linh hoạt cho anode pin KIBs có hiệu suất cao. Tính chất kim loại của CoSe2 cùng với ống nano carbon N‐doped dẫn điện tốt sẽ tăng tốc độ truyền tải electron và cải thiện hiệu suất tỉ lệ. Khung ống nano carbon hoạt động như một xương sống để ngăn chặn sự tụ tập, neo giữ các vật liệu hoạt động và ổn định cấu trúc toàn bộ. Mỗi hạt CoSe2 hình thoi được sắp xếp dọc theo các ống nano carbon một cách tuần tự, và không gian rỗng hình zíc-zắc có thể chứa sự mở rộng thể tích trong quá trình lặp lại, do đó tăng cường sự ổn định trong chu kỳ. Lý thuyết tính toán chức năng mật độ cũng được sử dụng để nghiên cứu quá trình thâm nhập/khai thác ion K. Cấu trúc độc đáo này mang lại dung lượng cao (253 mAh g−1 ở 0.2 A g−1 trong 100 chu kỳ) và hiệu suất tỉ lệ cải thiện (173 mAh g−1 ở 2.0 A g−1 trong 600 chu kỳ) như một vật liệu anode tiên tiến cho KIBs.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1038/nmat1368

10.1126/science.1212741

10.1002/aenm.201601549

10.1002/smll.201503315

10.1038/nmat3309

10.1021/cr500192f

10.1002/aenm.201600140

10.1038/nature14340

10.1038/srep03383

10.1021/jacs.5b06809

10.1002/aenm.201502217

10.1002/adma.201702268

10.1002/adfm.201801989

10.1038/nchem.2085

10.1002/aenm.201501874

10.1016/j.elecom.2015.09.002

10.1021/acs.nanolett.5b03667

10.1149/2.0421613jes

10.1039/C6CC05102B

10.1021/jacs.6b12185

10.1021/am501144q

10.1039/C6CC03649J

10.1021/acsami.5b08037

10.1039/C7TA02483E

10.1002/adma.201500783

10.1002/anie.201502117

10.1039/C7CC03998K

10.1007/s11426-017-9166-0

10.1002/adma.201801812

10.1038/srep23338

10.1016/j.ensm.2017.06.001

10.1126/sciadv.1600021

10.1021/nn506850e

10.1039/C4EE01932F

10.1002/adma.200902986

10.1016/0039-6028(87)90119-1

10.1021/acsnano.6b05998

10.1021/cm0005945

10.1021/ja501497n

10.1143/JPSJ.50.83

10.1021/nn200659w

10.1038/ncomms7362

10.1149/1.1581262

10.1149/1.1775218

10.1149/1.2129668

10.1002/adfm.201601355

10.1038/nmat2612

10.1021/nn300920e

10.1039/C7TA02665J

10.1103/PhysRevB.54.11169

10.1103/PhysRevB.59.1758

10.1103/PhysRevLett.100.136406

10.1103/PhysRevLett.77.3865

10.3891/acta.chem.scand.09-1510

10.1016/j.solidstatesciences.2004.03.030

10.1016/0022-5088(89)90423-2

10.1002/zaac.19956210312

Thông tin
Thông tin xuất bản

Advanced Science

Tập 5 Số 10

Thông tin tác giả