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熵稳定(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O氧化物的制备及其作为锂离子电池负极的性能评估
2022/6/30 14:59:23 admin

DOI: 10.1002/adfm.202202892

 

近期,作为锂离子电池(LIBs)新型负极的熵稳定氧化物(ESOs),例如(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O,因其稳定的晶体结构和良好的储锂性能而备受关注。在这项工作中,研究者通过静电纺丝和溶剂热法制备了不同形貌的(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O氧化物,并将其用作LIBs的负极活性材料。研究发现,不同的形貌具有不同的特性,即粒径、粒径范围和缺陷密度,这些特性对电化学行为有着重要影响。最活跃的(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)ESO显示出出色的电化学性能,具体表现为高可逆容量(在20mA/g时为480mAh/g)、优异的倍率性能(在2A/g时为206mAh/g)以及极好的循环稳定性(300次循环后在500mA/g时为390mAh/g)。总体而言,该策略证明了工程微结构在调整电化学性能方面的重要性。

 

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图1.样品a)5MBsg、b)5MBa和c)5MBb的SEM图像。

 

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图2.样品a,d,g)5MBsg、b,e,h)5MBa和c,f,i)5MBb的TEM和HRTEM/STEM/EDX分析结果。j,k)样品5MBb的STEM/EDX元素图。

 

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图3.a)所研究ESOs的XRD图谱和b)平均显微拉曼光谱。插图:2P LO模式的频率与平均微晶尺寸的函数关系,由XRD分析推断得出。

 

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图4.(Mg,Co,Ni,Cu,Zn)ESOs在锂离子半电池中的电化学性能。a-c)CV曲线(扫描速率为0.1mV/s)以及d-f)在20mA/g下测量的恒电流充放电曲线;所示数据是指样品a,d)5MBsg、b,e)5MBa和c,f)5MBb。g)不同电流密度下的倍率性能,h)500mA/g电流密度下的循环稳定性和i)EIS测量结果。

 

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图5.循环前后对基于ESO的电极的a,b)MRS和c)XRD分析结果。还报告了原始ESOs的光谱以进行比较。所示数据是指样品a,c)5MBa和b)5MBb。在新鲜电极的衍射图中,星形标记来自铜收集器的信号。

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