西南大学《Batteries Supercaps》:化学耦合的Fe2O3/石墨烯水凝胶作为无粘合剂负极材料,用于稳定镍铁电池

西南大学Fuqiang Yin等研究人员研究提出一种简单、廉价且可大规模制造的单锅策略用于在石墨烯片上原位生长Fe2O3纳米粒子,以制备化学偶联的Fe2O3/石墨烯水凝胶(Fe2O3@GH),其中通过石墨烯与Fe2O3的比例可以很好地合理调整孔结构。

成果简介

水系镍铁(Ni-Fe)电池为大型电源提供了可持续的解决方案,但其实际应用仍受到不稳定的Fe负极的限制。本文,西南大学Fuqiang Yin等研究人员在《Batteries Supercaps》期刊发表名为“Chemically Coupled Fe2O3/Graphene Hydrogel as Binder-Free Anode Material for Stable Ni-Fe Battery with High Energy and Power Density”的论文,研究提出一种简单、廉价且可大规模制造的单锅策略用于在石墨烯片上原位生长Fe2O3纳米粒子,以制备化学偶联的Fe2O3/石墨烯水凝胶(Fe2O3@GH),其中通过石墨烯与Fe2O3的比例可以很好地合理调整孔结构。

与传统的氧化铁/碳阳极 (FeO x /C) 相比,Fe-Ni电池中的Fe2O3@GH阳极提供更高的比容量(2A时为287.2mAhg-1对159.5mAhg-1g-1 )、更好的稳定性(1000 次充电/放电循环后的容量保持率为 95% 与 61.2%)以及与超级电容器相当的卓越功率密度。这项工作为制造更安全的高性能汽车电池提供了巨大的希望。

图文导读

西南大学《Batteries Supercaps》:化学耦合的Fe2O3/石墨烯水凝胶作为无粘合剂负极材料,用于稳定镍铁电池

图1。(a) Fe2O3@GH的制备示意图(b) 扫描电镜图像Fe2O3@GH,(c) 透射电镜图像Fe2O3@GH. (d) x射线衍射图谱Fe2O3@GH,以及Fe2O3的晶体结构。(e) 氮气吸附/解吸等温线和BJH孔径分布Fe2O3@GH和Fe2O3。(f) x射线光电子能谱Fe2O3@GH.

西南大学《Batteries Supercaps》:化学耦合的Fe2O3/石墨烯水凝胶作为无粘合剂负极材料,用于稳定镍铁电池

图2。电化学性能

西南大学《Batteries Supercaps》:化学耦合的Fe2O3/石墨烯水凝胶作为无粘合剂负极材料,用于稳定镍铁电池

图3。(a)Ni(OH)2 MSs@NF (+)//Fe2O3@GH(-)的全电池示意图(b)Fe2 O3@GH和Ni(OH)2MSS@NF在20mvs-1扫描速率下的CV曲线。(c/d)电位窗口为0-1.6V时的GCD放电曲线agone图。(e/f)在2Ag-1和三个发光二极管(LED)下的循环性能由两个串行全电池供电

文献:https://doi.org/10.1002/batt.202100289

西南大学《Batteries Supercaps》:化学耦合的Fe2O3/石墨烯水凝胶作为无粘合剂负极材料,用于稳定镍铁电池

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