這里，報道了一種簡便的氧化還原沉積方法，用于構(gòu)造部分還原的氧化石墨烯支撐的超細Fe3O4顆粒（Fe3O4 @ PrGO），該雜化物用作鋰離子電池陽極，其中Fe3O4顆粒的尺寸為20~30 nm，并有效地修飾了PrGO氣凝膠。該雜化結(jié)構(gòu)改善了活性物質(zhì)位點與電解質(zhì)的可接觸面積，并提高了鋰和電子的傳輸途徑。該材料在100次循環(huán)后，在電流密度為0.5 Ag-1時，電容高達2136 mAhg-1，甚至在600次循環(huán)后仍具有出色的循環(huán)穩(wěn)定性。如此優(yōu)異的鋰離子傳輸動力學(xué)，這主要是歸因于粉末狀的Fe3O4顆粒在3D PrGO框架上的有效附著，在10 Ag-1的極高放電速率下，電池容量高達480 mAhg-1。經(jīng)過長時間的老化后，電容能力（經(jīng)電化學(xué)循環(huán)）能夠完全恢復(fù)，說明了該雜化材料有望替代傳統(tǒng)石墨，而作為堅固而高性能的鋰離子陽極材料。
Figure 1. 該示意圖說明了Fe3O4@PrGO雜化氣凝膠的構(gòu)建步驟。
Figure 2.改良的Hummer’s法制備的 GO（灰色），F(xiàn)e3O4 NP（紅色）和Fe3O4@PrGO（藍色）粉末樣品的（a）XRD圖和（b）拉曼光譜。
Figure 3. （a）裸露的Fe3O4納米顆粒（Fe3O4 NP），（b）超細球形Fe3O4顆粒修飾PrGO表面，（c）Fe3O4@PrGO氣凝膠相互連接的框架SEM圖像。
Figure 4. Fe3O4@PrGO的STEM圖像（a）原始電極，（b）100次循環(huán)后。EDX圖（c-f）原始電極，（g-j）100次循環(huán)后電極的元素分布。 Fe（紅色），O（綠色）和C（藍色）。 黃色區(qū)域是Fe和O共同存在的地方，對應(yīng)于電極上Fe3O4的分布情況。
Figure 5.（a）Fe3O4@PrGO和（b）Fe3O4 NP的循環(huán)伏安圖（CV），其掃描速率為1 mVs-1；（c）Fe3O4@PrGO和（d）Fe3O4的恒電流充放電曲線，以及（e）Fe3O4 NP和Fe3O4@PrGO的循環(huán)性能。
該研究工作由土耳其薩班奇大學(xué)SUNUM納米技術(shù)研究中心Alp Yurum課題組于2020年發(fā)表在Carbon期刊上。原文：High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe3O4 particles with superior performance as a Li-ion battery anode。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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