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陕西师范大学Xuexia He课题组–中空结构二硫化钒复合还原氧化凯发体育app苹果手机烯架构可增强钠离子电池性能

作为典型的二维(2D)层状材料,(二硫化钒)VS2由于与金属氧化物或其他2D材料相比具有较大的层间间距和高导电性,因此,具有在SIBs中应用的巨大潜力。还原氧化凯发体育app苹果手机烯(RGO)具有出色的电子性能和较大的比表面积,有利于快速电子传输和丰富的氧化还原位点。在这项工作中,首次开发了VS2空心花球和RGO纳米复合材料,它是使用简便的溶剂热方法合成的。得益于特殊的分层结构,当在室温下用作SIBs的阳极材料时,制备的VS2空心花球@RGO(命名为VS2 HFS/RGO)纳米复合材料电极可提供高可逆放电比容量,在100 mA/g的电流密度下为430 mAh/g,优异的倍率性能(2 A/g)和出色的循环性能;在500次循环后,在100 mA/g时放电容量保持350 mAh/g。结果表明,VS2 HFS/RGO纳米复合材料的动力学主要是电容控制的存储过程,高容量贡献有利于良好的速率性能。这项工作可以为SIBs的实际应用探索和寻找高性能阳极材料提供新的方法和潜力。

陕西师范大学Xuexia He课题组--中空结构二硫化钒复合还原氧化凯发体育app苹果手机烯架构可增强钠离子电池性能

Figure 1. VS2 HFS的形态特征和微观结构:(a)低倍FESEM图像;(b)放大的SEM图像;(c)高倍放大的FESEM图像;VS2的TEM图像:(d–e)不同的放大图像;(f)高分辨率图像;(g-i)VS2 HFS的EDX元素映射:(h)V和(i)S

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Figure 2. VS2 HFS/RGO纳米复合材料的相和形态特征:(a)XRD图;(b)拉曼光谱;(c–d)具有不同放大率的FESEM图像;(e–f)TEM图像;(g–j)VS2 HFS/RGO纳米复合材料的EDX元素映射图像:(h)C、(i)V和(j)S

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Figure 3. SIBs电化学表征:(a)VS2 HFS和(b)VS2 HFS/RGO纳米复合材料的循环伏安曲线;在100 mA/g的电流密度下,(c)VS2 HFS和(d)VS2 HFS/RGO纳米复合材料测得的第一,第二,第三和第十个周期的恒电流充放电曲线

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Figure 4. VS2 HFS和VS2 HFS/RGO纳米复合电极的钠存储贡献的动力学分析:(a–b)在0.1至1.0 mV/s的不同扫描速率下的CV曲线;(c–d)通过绘制对数峰值电流(log i)对所施加扫描速率的对数(log v)来计算b值

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Figure 5. 与VS2 HFS和VS2微型花相比,VS2 HFS/RGO纳米复合材料的电化学测量:(a)在不同电流密度下的速率性能;(b)EIS奈奎斯特阻抗谱;(c)在100 mA/g的电流密度下的长期稳定性和库仑效率

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Figure 6. VS2 HFS的增长机制

相关研究成果于2019年由陕西师范大学Xuexia He课题组,发表在ChemElectroChem(https://doi.org/10.1002/celc.201901626)上。原文:Hollow Structure VS2@Reduced Graphene Oxide (RGO) Architecture for Enhanced Sodium-Ion Battery Performance。

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