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图2 Ni/Porous-Ni/VO复合材料及其对照组Ni/VO的扫描电镜图像
(a)退火后的Ni/Porous-Ni/V2O5低倍率扫描电镜图像;
(b)退火前的Ni/Porous-Ni/V2O5低倍率扫描电镜图像;
(c)退火后的Ni/Porous-Ni/V2O5高倍率扫描电镜图像;
(d)退火前的Ni/V2O5对照组样品低倍率扫描电镜图像。
图3 Ni/Porous-Ni/VO复合材料及其对照组Ni/VO作为锂电池正极的电化学表征结果
(a)Ni/Porous-Ni/V2O5在0.2 C低速循环100次过程中的充放电性能曲线;
(b)Ni/V2O5在0.2 C低速循环100次过程中的充放电性能曲线;
(c)Ni/Porous-Ni/V2O5和对照组Ni/V2O5在0.2 C低速循环100次时的比容量和库伦效率变化的对比;
(d)Ni/Porous-Ni/V2O5和对照组Ni/V2O5在3.0 C高速循环500次时的比容量和库伦效率变化的对比。
图4 Ni/Porous-Ni/VO复合电极材料在100次充放电循环前后的形貌对比
(a)Ni/Porous-Ni/V2O5在充放电循环之前的扫描电镜图像;
(b)Ni/Porous-Ni/V2O5在0.2 C低速循环100次之后的扫描电镜图像
【小结】
作者通过简单的电化学沉积和水热合成方式,成功制备出了一种具有创新性的三维纳米超分级结构的镍/孔阵镍/五氧化二钒纳米片(Ni/Porous-Ni/V2O5)复合材料,通过表征和分析这种三维纳米超分级结构Ni/Porous-Ni/V2O5锂电池电极的性能优势,作者归纳出以下三点主要优点:1)该电极采用了新型Ni/Porous-Ni集流体,该集流体具有垂直对齐的大量致密微米级多孔阵列结构,这种结构有利于提高集流体的比表面积并提升电子传输效率;(2)该电极的V2O5活性材料是一张新型的超薄二维纳米片结构,该结构可以大幅提升活性材料的表面积并且减小锂离子在其中的扩散距离;(3)更为重要的是,该电极采用了新颖的无粘接剂方式来组装活性材料和集流体,这种方式有效避免了传统电池电极组装过程中采用有机粘接剂带来的一系列弊病,使得活性材料能够以致密但无团聚的理想方式紧密分布在集流体表面,从而提升电化学传输性能和循环稳定性。上述成果和优点为下一步进行先进纳米材料储能电极的设计和制备提供了可行有效的新颖思路。
文献链接:Superhierarchical Nickel–Vanadia Nanocomposites for Lithium Storage (ACS Applied Energy Materials, 2018, 1, DOI: 10.1021/acsaem.8b00163)
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