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图5:(a)0.1A/g下充放电曲线(b)不同电流密度下的倍率性能(c)1A/g和4A/g电流密度下的循环性能
将制备的材料组装模拟电池测试结果(图5)表明,具有分级结构的CNT/Co3O4展现出优异的倍率性能和循环性能,在0.1A/g电流密度下首圈充放电克容量分别为1281mAh/g和1840mAh/g(是石墨的3倍),即便在超大电流密度1A/g和4A/g下循环200次,容量几乎没有衰减。研究者认为,如此良好的电化学性能归结于独特的纳米中空管道结构,该结构不仅可以提高机械稳定性,减少材料在充放电循环过程中的体积变化,而且管道状的碳管和表面生长的CNT可以提高电子电导率,此该结构具有更大的比表面积,增大活性材料与电解液的接触面积,为电子交换反应提供更丰富的活性界面。
小结
这种具有高容量和高功率性能的中空管道结构的Co3O4/CNT复合材料有效解决了金属氧化物负极电子电导率低和充放电体积变化的问题,可有望用于未来锂离子电池的负极材料,使锂离子电池具有更高的容量和更好的输出性能。
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