1成果简介 层状钛酸盐在混合钠离子电容器 (NIC) 方面具有巨大潜力。然而,较差的导电性和缓慢的反应动力学是钛酸盐实际应用的关键问题。本文,北京化工大学 邱介山教授、于乐教授等研究人员在《Small》期刊发表名为“Interlayer-Expanded Titanate Hierarchical Hollow Spheres Embedded in Carbon Nanofibers for Enhanced Na Storage”的论文,研究报道了一种通过静电纺丝结合层间工程工艺合成嵌入碳纳米纤维中的钛酸镁分级空心球(表示为 MTO@C)的方法。3D导电碳框架有助于提高无粘合剂电极的电子导电性,同时通过掺入Mg 2+扩大钛酸盐分级空心球的层间距离子有助于降低电荷转移电阻并暴露更多的钠储存活性位点。相互连接的空心球可以有效地适应重复循环过程中的体积膨胀。结果表明,MTO@C电极在1Ag-1时可提供136mAhg-1的高容量,并具有较长的使用寿命。组装的以MTO@C为阳极、活性炭为阴极的NIC装置在112 W kg- 1时产生110.3Wh kg-1的高能量密度,在41.9Whkg-1时产生5380 W kg -1的高功率密度,以及5000次循环后80%的高容量保持率。 2图文导读
图1、MTO@C纳米纤维的合成示意图。
图2、a) SiO2球体、b) SiO2 @TiO2球体、c) SiO2@TiO2@ 纳米纤维、d) KTO@C纳米纤维和 e) MTO@C纳米纤维的FESEM 图像。f,g)TEM图像,h)HAADF-STEM图像,和i-l)单个MTO@C纳米纤维的相应元素映射图像。
图3、a) XRD 图案,b) XPS 测量光谱,c) Ti 2p XPS 光谱,和 d) MTO@C 纳米纤维和 KTO@C 纳米纤维的拉曼光谱。
图4、a) 不同扫描速率下的 CV 曲线,和 b) MTO@C 电极的 GCD 曲线。c) 倍率性能,d) MTO@C 和 KTO@C 电极的循环性能。
图5、a) 示意图,b) CV 曲线,和 c) MTO@C//AC NIC 的 CP 曲线。d) MTO@C//AC 与其他报告的 NIC 设备的 Ragone 图。e) MTO@C//AC NIC 设备在 1 A g –1下的循环性能。 文献:
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