在低溫下可控地合成Al納米結(jié)構(gòu)仍然是將其應(yīng)用擴(kuò)展到新興領(lǐng)域（例如儲(chǔ)能）的巨大挑戰(zhàn)。本文中，我們報(bào)道了在低至190℃的溫度下使用無(wú)毒的Mg納米顆粒（NPs）和熔融的AlCl
3在石墨烯上綠色可控的化學(xué)合成無(wú)孔Al納米顆粒（mp-Al@G）的方法。此外，副產(chǎn)物（MgCl
2）的去除導(dǎo)致Al NPs內(nèi)部形成中孔，這些中孔均勻分布在石墨烯上。當(dāng)用作鋰離子電池的負(fù)極材料時(shí)，該復(fù)合材料具有高可逆容量和長(zhǎng)循環(huán)壽命。當(dāng)與LiNi
0.6Co
0.2Mn
0.2O
2陰極耦合時(shí)，全電池能以1C的速率提供455 Wh/kg的能量密度，這證明了其在高能鋰離子電池中的潛在應(yīng)用。這些發(fā)現(xiàn)將引發(fā)更多關(guān)于將Al開(kāi)發(fā)為高性能儲(chǔ)能材料的研究。
Figure 1. （a）mpAl@G的化學(xué)合成示意圖；（b）Mg@G的SEM、TEM和HRTEM圖像；mp-Al@G的（c）SEM、（d）代表性掃描TEM（STEM）圖像和相應(yīng)的元素映射、以及（e）TEM圖像，插圖顯示更高的放大倍率。
Figure 2. mp-Al@G、BM Al–G和參比Al NPs的電化學(xué)性質(zhì)：（a）mp-Al@G的循環(huán)伏安圖；（b）前兩個(gè)放電-充電曲線為0.2 A/g，插圖顯示了BM Al-G和Al NPs在電壓平穩(wěn)之前的驟降;（c）0.2 A/g時(shí)的循環(huán)性能和庫(kù)倫效率;（d）倍率性能；（e）2 A/g時(shí)的循環(huán)性能和庫(kù)侖效率。
Figure 3. （a）mp-Al@G電極可逆鋰存儲(chǔ)過(guò)程的示意圖；各種狀態(tài)下mp-Al@G電極的SEM圖像和相應(yīng)的元素映射：（b1和b2）初始狀態(tài)，（c1和c2）在0.2 A/g下100次循環(huán)后和（d1和d2）在0.5 A/g下100次循環(huán)后。
Figure 4. （a）使用LiNi
0.6Co
0.2Mn
0.2O
2作為陰極的全電池中mp-Al@G電極的示意圖；（b）LiNi
0.6Co
0.2Mn
0.2O
2在0.2C半電池中的電壓曲線；（c）mpAl@G//NCM在0.2C時(shí)的電壓曲線；（d）由三個(gè)mpAl@G//NCM滿電池點(diǎn)亮的29個(gè)紅色LED的數(shù)字圖像；（e）評(píng)估全電池的性能；（f）mp-Al@G//NCM的高循環(huán)性能。
相關(guān)研究成果于2019年由復(fù)旦大學(xué)余學(xué)斌課題組，發(fā)表在J. Mater. Chem. A（DOI: 10.1039/c9ta02444a）上。原文：Low-temperature electroless synthesis of mesoporous aluminum nanoparticles on graphene for high-performance lithium-ion batteries。
