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负极材料:中空管道结构的Co3-O4/CNT复合材料有效提高导电率

企业新闻 / 2021-10-08 19:19

本文摘要:随着新能源汽车的飞速发展,作为电动汽车关键技术之一的锂离子电池在性能上也必须革新。传统的锂离子电池用于石墨作为负极材料,但是石墨的理论比容量只有372mAh/g,且倍率性能并不理想,在未来有可能无法符合高性能电动汽车动力电池的拒绝。Co3O4作为一种金属氧化物,可以用作锂离子电池负极材料,由于其具备8电子移往反应,理论容量是石墨的3倍,因此沦为未来锂离子电池负极材料的潜在替代者。

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随着新能源汽车的飞速发展,作为电动汽车关键技术之一的锂离子电池在性能上也必须革新。传统的锂离子电池用于石墨作为负极材料,但是石墨的理论比容量只有372mAh/g,且倍率性能并不理想,在未来有可能无法符合高性能电动汽车动力电池的拒绝。Co3O4作为一种金属氧化物,可以用作锂离子电池负极材料,由于其具备8电子移往反应,理论容量是石墨的3倍,因此沦为未来锂离子电池负极材料的潜在替代者。  近日,新加坡南洋理工大学楼雄文课题组精妙地用于多步骤法制备了具备分层管道结构的中孔Co3O4和碳纳米管复合材料作为锂离子电池负极材料,该独有的纳米结构很好地减轻了金属氧化物负极的体积收缩和电子电导率较低的问题。

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图1:制取中空的Co3O4分级结构纳米中空管道负极材料的实验流程图  制备方法  (I:ZIF-67在PAN/Co(Ac)2纳米纤维上生长;II:在有机溶剂DMF中沉淀PAN/Co(Ac)2获得中空管道框架;III:在H2/Ar还原性气氛下热处理,Co催化剂生长CNT;IV:在空气中热处理,Co水解成中空Co3O4)  该文章的亮点在于其精妙的纳米构筑的制取方法上(闻图1),研究者们再行用于静电纺丝法制取PAN-Co(Ac)2纤维丝作为自模板,再行利用ZIF-67与Co2+的融合协调性在纤维丝上生长ZIF-67构成核壳纳米纤维,用于DMF沉淀丢弃PAN-Co(Ac)2核心获得ZIF-67管道结构,然后将获得的ZIF-67管在还原性气氛下热处理,在Co2+还原Co纳米颗粒的同时,Co纳米颗粒可以作为催化剂在管道上生长出有CNT,最后在空气中热处理时,Co单质颗粒水解为中空的Co3O4分级结构纳米中空管道。


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