編號(hào)：CYYJ03044
篇名：鑲嵌于NH2-MIL-125(Ti)衍生氮摻多孔碳中的花狀超細(xì)納米TiO2作為高活性和穩(wěn)定性的鋰離子電池負(fù)極材料
作者：楊越 朱加偉 王鵬彥 劉海咪 曾煒豪 陳磊 陳志祥 木士春
關(guān)鍵詞： 納米TiO2 氮摻雜多孔碳納米片 花狀結(jié)構(gòu) NH2-MIL-125(Ti) 負(fù)極 鋰離子電池
機(jī)構(gòu)： 武漢理工大學(xué) 佛山仙湖實(shí)驗(yàn)室
摘要： 由于具有高安全性和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性,二氧化鈦(TiO2)作為負(fù)極材料被廣泛地應(yīng)用于鋰離子電池領(lǐng)域。但是較差的導(dǎo)電性和離子傳輸速率限制了TiO2的進(jìn)一步應(yīng)用和發(fā)展。鑒于此,我們以花狀NH2-MIL-125(Ti)為前驅(qū)體和硬模板,成功合成出了具有花狀結(jié)構(gòu)的超細(xì)納米TiO2/多孔氮摻雜碳片(N-doped porous carbon)復(fù)合物(記為FL-TiO2/NPC)。過(guò)程中所制備的納米TiO2-金屬有機(jī)構(gòu)架(Ti-MOF)展現(xiàn)出由二維褶皺多孔納米片堆積、組裝而成的花狀結(jié)構(gòu)。一方面,二維褶皺納米片包含TiO2納米顆粒可以增大活性物質(zhì)與電解液的接觸面積;另一方面,氮摻雜多孔碳基體可以提高整體復(fù)合物的導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)完整性。將所獲得的FL-TiO2/NPC作為負(fù)極組裝成的鋰半電池,在0.5 A·g−1、300圈后仍有384.2 mAh·g−1以及在1 A·g−1、500圈仍有279.1 mAh·g−1的比容量。進(jìn)一步性能測(cè)試表明,在2 A·g−1、2000圈長(zhǎng)循環(huán)測(cè)試后,其仍能保持256.5 mAh·g−1的比容量和接近100%的庫(kù)倫效率。該優(yōu)異的電化學(xué)活性和穩(wěn)定性主要起源于材料獨(dú)特的花狀結(jié)構(gòu)。我們的合成策略為今后制備高儲(chǔ)鋰性能的金屬氧化物/多孔氮摻雜碳負(fù)極提供了一種新的思路。
