成都大学《ChemSusChem》:三维多孔石墨烯包裹Li3V2(PO4)3/N掺杂碳阴极,用于高倍率和长寿命锂离子电池

空穴可以在合成过程中通过H2O2化学蚀刻原位直接引入石墨烯中,可以显著增强离子和电子传输,大大提高LVPNCHG电极的电化学性能,即78mA h g-1 at 150 C,10C下 2000 次循环后容量保持率为 86.1%,-20 °C 下 1 C 下 500 次循环后容量保持率为 96%。此外,弛豫时间原位分布分析首次用于研究 LVPNCHG 阴极在 3.0-4.8 V 充电/放电期间,结合原位 X 射线衍射测量,结果表明,Li+在放电过程中的嵌入过程涉及两相反应机制。石墨//LVPNCHG全电池的进一步证明表明所合成材料在实际应用中的巨大潜力。

成果简介

单斜晶 Li3V2(PO4)3 是一种很有前途的大功率锂离子电池正极材料。本文,成都大学肖丹教授团队在《ChemSusChem》期刊发表名为“Three-Dimensional Holey Graphene Enwrapped Li3V2(PO4)3/N-Doped Carbon Cathode for High-Rate and Long-Life Li-Ion Batteries”的论文,研究合成了一种三维多孔石墨烯包裹的 Li3V2(PO4)3/N 掺杂碳 (LVPNCHG) 纳米复合材料

空穴可以在合成过程中通过H2O2化学蚀刻原位直接引入石墨烯中,可以显著增强离子和电子传输,大大提高LVPNCHG电极的电化学性能,即78mA h g-1 at 150 C,10C下 2000 次循环后容量保持率为 86.1%,-20 °C 下 1 C 下 500 次循环后容量保持率为 96%。此外,弛豫时间原位分布分析首次用于研究 LVPNCHG 阴极在 3.0-4.8 V 充电/放电期间,结合原位 X 射线衍射测量,结果表明,Li+在放电过程中的嵌入过程涉及两相反应机制。石墨//LVPNCHG全电池的进一步证明表明所合成材料在实际应用中的巨大潜力。

图文导读

成都大学《ChemSusChem》:三维多孔石墨烯包裹Li3V2(PO4)3/N掺杂碳阴极,用于高倍率和长寿命锂离子电池

方案1.LVPNCHG合成工艺流程示意图

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图1.(a,b)分别对LVPNCHG和LVPNC的XRD图进行Rietveld细化。(c) LVP的晶体结构。(d) LVPNCHG和LVPNC的拉曼光谱。(e) N2吸附/解吸等温线,(f)LVPNCHG和LVPNC的相应孔隙宽度分布图。(g) LVPNCHG的XPS全谱,C1s和N 1s的(h,i)XPS谱。

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图2、材料表征

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图4.LVPNCHG和LVPNC电化学性能

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图5.(a)石墨/LVP全电池方案。(b) 0.2C下LVPNCHG对锂和石墨对锂的充放电曲线。(c) 石墨/LVPNCHG全电池在0.2C下的充电/放电曲线。(d) 石墨//LVPNCHG全电池在0.2C(前10次循环)和1C下的循环性能

文献:https://doi.org/10.1002/cssc.202201459

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