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      本文中，我們報(bào)告了一種簡便的氧化還原沉積方法，用于構(gòu)造在部分還原氧化石墨烯上生長超細(xì)Fe₃O₄顆粒（Fe₃O₄@PrGO），并用作鋰電池負(fù)極，其中20-30 nm尺寸的Fe₃O₄顆粒有效地裝飾了PrGO氣凝膠。雜化結(jié)構(gòu)改善了電解質(zhì)可及的活性物質(zhì)位點(diǎn)的數(shù)量，并提供了增強(qiáng)的鋰和電子傳輸途徑。該材料在電流密度為0.5 A g^-1的情況下進(jìn)行100次循環(huán)后已顯示出高達(dá)2136 mAh g^-1的可逆比容量，即使經(jīng)過600次循環(huán)后，在1 A g^-1下仍具有出色的循環(huán)性能。優(yōu)異的鋰離子傳輸動力學(xué)，主要是由于將1-2 nm尺寸粉碎的Fe₃O₄顆粒有效附著到3D PrGO網(wǎng)絡(luò)上，即使在10 A g^-1的極高放電速率下，該電池也能顯示480 mAh g^-1的容量。即使經(jīng)過長時(shí)間的老化，電化學(xué)循環(huán)所獲得的容量也已被完全恢復(fù)，這突出了其替代傳統(tǒng)石墨作為堅(jiān)固而高性能負(fù)極材料的潛力。
 

Figure 1. Fe₃O₄@PrGO混合氣凝膠的制造步驟
 

Figure 2. （a）裸露的Fe₃O₄納米顆粒（Fe₃O₄ NP）的SEM圖像，（b）裝飾PrGO表面的超細(xì)球形Fe₃O₄顆粒，（c）Fe₃O₄@PrGO氣凝膠的互連網(wǎng)絡(luò)。
 

Figure 3. （a）Fe₃O₄@PrGO和（b）Fe₃O₄NP的循環(huán)伏安圖（CV）；（c）Fe₃O₄@PrGO和（d）Fe₃O₄ NP電極在第1，第2，第3，第15和第100次循環(huán)時(shí)的恒電流充放電曲線，以及（e）Fe₃O₄ NP和Fe₃O₄@PrGO的循環(huán)曲線
 

Figure 4. （a）Fe₃O₄@PrGO電極在1 A g^-1下的循環(huán)性能；在（b）階段I，（c）階段II和（d）階段III的選定循環(huán)中，電極的電容電壓曲線。
 
        相關(guān)研究成果于2021年由薩班哲大學(xué)Alp Yurum課題組，發(fā)表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.049）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