中空H SnSMXene C奈米盒的合成及其在鋰鈉電極中的應用

Mondo 科技 更新 2024-03-01

文章介紹

在過去的幾十年裡,搖椅電池在電子裝置中得到了廣泛的應用,特別是近年來,電動汽車的發展推動了鋰離子電池(LIBS)應用的增長。 然而,由於鋰資源的限制,鋰離子電池無法滿足日益增長的大規模儲能系統需求。 由於鈉離子和鋰離子具有相似的電化學特性,鈉離子電池(NIBS)因其豐富的自然資源和環境友好性而被認為是下一代儲能裝置最有前途的候選者之一。 基於上述問題,原位合成了含有MXENE的立方ZnsN(OH)6,然後硫化刻蝕,得到碳層中塗有Mxene的中空SNS奈米盒(H-SNS mxene@c)。 結果表明,中空SNS奈米盒與MXENE奈米片形成有效連線; 當用作 lib 陽極時,在 0在5 A g的電流密度下,h-SNS mxene@c在200次迴圈後仍保持在約707 mAh g。 作為Nibs負極材料,H-SNS mxene@c為0在 5A G 的電流密度下,150 次迴圈後的輸出約為 402 mAh g。 此外,H-SNS mxene@c在掃瞄速率為2mV s(libs為83.)時具有更高的偽電容。2% 和 74 筆尖4%)。高導電MXENE與三維空心立方結構的協同作用可以有效地為H-SNS mxene@c陽極提供有效的電荷轉移和離子擴散通道。 同時,SNS的空心立方結構和MXENE構建的高導電網路的電化學效能顯著增強,有效緩解了插入擠出過程中Li和Na離子的體積變化。

全文指南

圖1H-SNS mxene@c合成過程示意圖。

圖2A)ZNSN(OH)6 MXene的SEM照片,B)C-ZNS-SNS mxene@c,C) H-SNS mxene@c;D-E的TEM影象)C-ZNS-SNS mxene@c、F-G)H-SNS mxene@c(帶EDS線掃瞄影象)和(H-L)SN、C、TI、S對應的元素分布和所有分布。

圖3a) 的 XRD 圖MXene, ZNSN(OH)6 MXene, b) C-ZNS-SNS mxene@c 和 H-SNS mxene@c的 XRD 圖.C)的高解像度XPS光譜H-SNS mxene@c的C 1S、D)S2P、E)Sn 3D和F)Ti 2P。

圖4a)迴圈伏安曲線,b)倍率效能和c)相關恆電流充放電曲線,d)長期迴圈穩定性和e)相應的充放電曲線,f)作為LIBS陽極的複合材料mxene@c h-SNs的EIS譜圖。

圖5a)迴圈伏安曲線,b)倍率效能和c)相關的恆電流充放電曲線,d)長期迴圈穩定性和e)相應的充放電曲線,f)h-SNS mxene@c複合材料作為Nibs陽極的eis譜圖。

圖6A)CV曲線,B)贗電容貢獻,C)在2 mV S下作為libs陽極的H-SNS mxene@c模擬。 D)CV曲線,E)贗電容貢獻,F)H-SNS mxene@c作為Nibs陽極在2 mV S下的模擬結果。

圖7H-SNS mxene@c為a)libs或b)nibs陽極,用於非原位XRD圖的不同電荷放電狀態。

總結

綜上所述,原位成功合成了Sns MXENE C雜化材料(H-SNS mxene@c),並將其應用於LIBS和Nibs陽極。 採用SEM和TEM對H-SNS mxene@c的微觀形貌進行了表徵,表明中空SNS奈米盒與MXENE奈米片形成了有效的連線。 XRD譜圖用於確定H-SNS mxene@c中SNS和MXENE相的存在。 請注意,痕量的殘餘 Zn 仍然可以反映在蝕刻 H-SNS mxene@c的 XPS 光譜中,這可能有助於庫的容量。 H-SNS mxene@c的比表面積和孔體積分別為30%1 m2 g 和 01496 cm3/g。當用作 libs 和 nibs 陽極時,在 0在5 A G的電流密度下,H-SNS mxene@c分別保持在約707 mAh g(200次迴圈)和402 mAh g(150次迴圈)。 在2 mV掃瞄速率下,H-SNS mxene@c陽極的高贗電容效應分別為83 libs2% 和 74 筆尖4%。由於高導電MXENE和空心SNS的立方結構相結合,H-SNS mxene@c可以作為先進的LIBS和NIBS陽極,有效地實現電荷轉移和離子擴散。 本工作可為未來開發更高效的LIBS筆尖陽極提供設計策略。

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