| 查看: 1099 | 回复: 6 | |||
| 当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖 | |||
[交流]
等离子球磨一步制备石墨烯-SnOx用于锂-钠电池负极材料
|
|||
|
一句话了解全文 通过等离子球磨法(P-milling)一步制备了少层石墨烯(FLG)包覆锡氧化物(SnOx)的复合材料，有效地剥离和减薄EG得到FLG，并对原位生成的SnOx纳米颗粒进行包覆，缓解SnOx充放电过程中的体积膨胀，提高电子和离子导通率，从而改善材料的电化学性能。该方法简单高效且对环境无污染，不需要化学法制备石墨烯过程中所需要的强氧化剂和还原剂，不需要精确的反应控制和复杂的制备工艺，具有良好的应用前景。 材料制备 图1 (SnOx-Sn)@FLG复合材料制备示意图 将质量比为7:3的锡粉和膨胀石墨在氧气气氛下等离子球磨处理，每5h补充一次氧气，在等离子球磨过程中，如图，锡在氧等离子和机械协同作用下，与氧气反应原位生成细小的SnO和SnO2纳米颗粒，有少量的锡没有被氧化，被细化成纳米颗粒。膨胀石墨被剥离成少层石墨烯，并包覆SnOx和Sn纳米颗粒，上述混合原料采用QM-3SP4行星式球磨机进行普通球磨20h进行对比。 复合材料的结构与形成机理 图2 XRD图：(a)Sn和EG不同等离子球磨时间和普通球磨20h后的复合材料；(b)SnO2和EG普通球磨和等离子球磨20h后的复合材料与Sn和EG等离子球磨20h充分氧化后的复合材料 利用氧等离子球磨并控制通氧量，可以原位形成SnO2并显著减小其晶粒尺寸。而等离子球磨时间也会影响SnO2晶粒尺寸，当等离子球磨时间为20h时，复合材料中SnO2晶粒尺寸最小。 图3 (SnOx-Sn)@FLG复合材料的(a)低倍SEM图，(b)高倍SEM图，(c)TEM图，(d)选区电子衍射图 图4 (a b)(SnOx-Sn)@FLG，(c)SnO2/EG-C-milling，(c)SnO2/EG-P-milling的高分辨TEM图 (SnOx-Sn)@FLG复合材料由纳米级的一次粒子聚集形成微米级二次颗粒，外面包裹着薄薄的包覆层。HRTEM图显示SnO2和Sn纳米晶粒包覆在FLG基体中，SnO2晶粒尺寸仅为约5nm。对比发现，普通球磨并不能很好地剥离EG至FLG，球磨后的EG仍然保持着块体的结构，等离子球磨对EG具有独特的剥离作用。用Sn与EG进行氧等离子球磨原位生成SnO2可以有效地减小SnO2的晶粒尺寸。 (SnOx-Sn)@FLG复合材料的电化学性能 图5 (SnOx-Sn)@FLG复合材料的(a)循环伏安曲线，(b)电压-容量曲线 首次放电比容量和充电比容量分别为672和448mA·h·g-1，对应于66.7%的首次库伦效率，其中不可逆容量的损失主要由转换反应的部分不可逆和SEI膜的形成所造成的。在随后的循环中，充放电曲线几乎不变，库伦效率均高于97%，说明复合材料良好的结构稳定性。 图6 复合材料的倍率性能，复合材料开路电位下的交流阻抗谱 由图看出复合材料表现出优异的倍率性能和优异的导电性能，优于普通球磨制备的复合材料的倍率性能。(SnOx-Sn)@FLG复合材料电荷传输电阻最小，导电性最好，这主要得益于：(1)等离子球磨原位制备SnO2纳米细晶中离子扩散路径短，有利于离子的扩散，具有快速的反应动力学；(2)等离子球磨得到的FLG具有优异的导电性，为SnO2构建良好的导电网络；(3)复合材料中的Sn掺杂可以提高材料整体的导电性。 复合材料在0.1Ag-1电流密度下的循环性能，复合材料在1.0Ag-1电流密度下的循环性能 (SnOx-Sn)@FLG复合材料不仅具有良好的倍率性能，同时也表现出非常优异的循环性能，0.1A·g-1电流密度下，循环250次后容量保持率为82.6%，1.0A·g-1电流密度下容量保持率为96.6%，优于普通行星球磨后材料的循环性能，纳米级别的SnO2可有效缓解脱嵌钠过程的体积变化，FLG基体进一步限制材料在电化学过程中的体积变化，缓解材料在电化学过程中产生的应力应变，保证电极在长时间循环后不发生破裂粉化。 小结 等离子球磨相比于普通行星球磨具有明显的优势：普通球磨并不能使Sn发生氧化，而等离子球磨可以实现Sn的氧化；等离子球磨相比普通球磨可以更有效地剥离EG形成FLG 通过等离子球磨制备的(SnOx-Sn)@FLG复合材料作为钠离子负极材料，具有优异的倍率性能和循环性能 以上成果来着于 Cheng D, Liu J, Li X, et al. A highly stable (SnO x -Sn)@few layered graphene composite anode of sodium-ion batteries synthesized by oxygen plasma assisted milling[J]. Journal of Power Sources, 2017, 350(MAY15):1-8. |
回复此楼» 猜你喜欢
26年储能、电池方向博士申请
已经有1人回复
-
吉林大学物理化学专业招生考核制博士
已经有20人回复
-
分析化学论文润色/翻译怎么收费?
已经有79人回复
-
吉林大学物理化学专业招生2026级考核制博士
已经有20人回复
-
一志愿湖南大学0703，356分，求调剂
已经有1人回复
-
0703化学求调剂学校
已经有3人回复
-
070300（化学）一志愿东师 总分320分求调剂
已经有1人回复
-
澳大利亚皇家墨尔本理工大学（RMIT）理学院 院士团队2026招收CSC博士生
已经有11人回复
-
大连工业大学杰青/长江团队招收储能电池方向博士
已经有0人回复
-
考研调剂
已经有0人回复
-
267求调剂，一志愿厦大0856，有竞赛有科研经历
已经有2人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 抢金币啦！回帖就可以得到:
-
中南大学材料院赵子谦课题组2026年招收硕博研究生、博士后研究员和科研助理
+3/246
-
CSC国家公派-创新型人才国际培养项目-每年7人-新加坡南洋理工大学-武汉大学-校内选拔
+1/89
-
有机化- 陆红健课题组诚招2026级、2027级博士研究生及博士后
+1/88
-
哈尔滨理工大学机械学院陈涛教授课题组面向秀学生招收2026级博士研究生
+1/86
-
sciencedirect 网页打不开了，怎么解决啊？
+1/45
-
课题组宣传
+1/35
-
美国密苏里大学“柔性电子”课题组诚聘博士和博士后
+1/26
-
美国密苏里大学“柔性电子”课题组诚聘博士和博士后
+1/22
-
山东大学（青岛校区）招副研究员及博士后（COF\MOF\催化\电池）
+1/17
-
瑞典林雪平大学（linköping university）诚聘 氮化物基无机材料方向 博士后1名
+1/15
-
招博士，申请考核制，环境化学、环境毒理/健康方向
+1/14
-
【博士后/科研助理 招聘-北京理工大学-集成电路与电子学院-国家杰青团队】
+1/12
-
中山大学-先进制造学院-智能驱动方向-招收2026年9月入学博士生
+1/8
-
211/双一流-电池/电催化研究方向-化工+化学+材料化工
+1/7
-
天津大学浙江研究院（宁波）诚聘高分子/化学/材料方向博士后、青年特聘研究员
+1/5
-
诚邀加盟！青岛大学郑晓钦教授团队诚招博士研究生、博士后及青年英才
+1/3
-
接受A区环境专业类调剂
+1/3
-
120202南京大学企业管理求调剂
+1/3
-
专硕 光电信息工程 351
+1/3
-
青岛科技大学高分子学院老师招收硕士生2名
+1/1
3楼2022-11-03 09:01:23
简单回复
tzynew2楼
2022-11-03 08:58
回复
201214760216(金币+1): 谢谢参与
uj 发自小木虫Android客户端
XG-WUST5楼
2022-11-03 20:34
回复
201214760216(金币+1): 谢谢参与
up 发自小木虫IOS客户端
