Nano Res.：离子液体修饰石墨烯锚定的超细Co3O4作为柔性锂离子电池负极的结构设计与理论计算

氧化钴（Co₃O₄）由于其基于转化反应机理的高容量，在储能领域具有广阔的应用前景。然而，未改性的Co₃O₄的倍率性能和循环稳定性往往比较差。

近日，基于上述考虑和密度泛函理论（DFT）计算，北京航空航天大学Puheng Yang，Jun Xia报道了成功地制备了一种离子液体（IL）修饰的氧化石墨烯（GO）的三维分级孔结构（HPS）锚定的超小Co₃O₄（超小/Co₃O₄-GA-IL）。

文章要点

1）超小/Co₃O₄-GA-IL是由Co₃O₄与IL修饰的GO共组装而形成的HPS，通过减少电子和离子传输路径和传输阻抗来促进离子传递的通道。此外，N掺杂的石墨烯可以提高Co₃O₄的固有电导率，并得到了DFT计算的证实。

2）得益于这种新型超结构，超小/Co₃O₄-GA-IL电极表现出1304 mAh g⁻¹的高可逆容量，增强的高倍率容量（5C时为715 mAh g⁻¹），即使在5 C倍率下500次循环，容量保持率仍为98.4%，相当于每次循环0.0003%的容量损失。

3）研究人员进一步制作了一种基于超小/Co₃O₄-GA-IL正极的软包电池，其在弯曲和折叠状态下表现出优异的机械和电化学性能，突出了这种精心设计的电极在可穿戴电子产品中的实际应用。

参考文献

Longda Cong, et al, Structure-design and theoretical-calculation for ultrasmall Co₃O₄ anchored into ionic liquid modified graphene as anode of flexible lithium-ion batteries, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3836-7

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3836-7