三维介孔钴酸锌立方体的制备及其优异的储锂性能

甄绪 郭雪静

引用本文: 甄绪,  郭雪静. 三维介孔钴酸锌立方体的制备及其优异的储锂性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 845-852. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612222 shu
Citation:  ZHEN Xu,  GUO Xue-Jing. Synthesis and Lithium Storage Performance of Three-Dimensional Mesostructured ZnCo2O4 Cubes[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(4): 845-852. doi: 10.3866/PKU.WHXB201612222 shu

三维介孔钴酸锌立方体的制备及其优异的储锂性能

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(12HZGJHZ01100)资助项目

摘要: 采用简易、温和、实际耐用的水热方法制备了新型三维介孔立方体结构的钴酸锌纳米材料。每个钴酸锌立方体的边长大约在3-4 μm之间,并由大量的纳米粒子和密集的孔隙所构成。通过氮吸附/脱附手段测试发现所制备的钴酸锌纳米材料具有较大的比表面积(41.4 m2·g-1)和介孔(6.32 nm)特性。使用钴酸锌纳米材料作为锂离子电池负极,金属锂作为正极组装锂电池并测试了材料的储锂性能。研究发现该电极材料在较高的电流密度下循环100周后,仍能呈现较高的可逆容量和超强的循环稳定性。这种优异的储锂性能主要归因于钴酸锌纳米材料的新型结构,这种介孔立方体结构能够加速锂离子的扩散,增加电极与电解液的接触面积并缓解锂离子嵌入/嵌出期间产生的体积膨胀。

English

    1. [1]

      Tang, Y. P.; Yuan, S.; Guo, Y. Z.; Huang, R. A.; Wang, J. H.; Yang, B.; Dai, Y. N. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 2280. [唐艳平, 元莎, 郭玉忠, 黄瑞安, 王剑华, 杨斌, 戴永年. 物理化学学报, 2016, 32, 2280.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201605124

    2. [2]

      Tang, Z. Y.; Feng, J. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2003, 19, 1025.[唐致远, 冯季军. 物理化学学报, 2003, 19, 1025.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20031108

    3. [3]

      Gao, G. X.; Wu, H. B.; Ding, S. J.; Lou, X.W. Small 2015, 11, 432. doi: 10.1002/smll.201400152

    4. [4]

      Bai, J.; Li, X.; Liu, G.; Qian, Y.; Xiong, S. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 3012. doi: 10.1002/adfm.201303442

    5. [5]

      Wang, M.; Cheng, L. M.; Li, Q. B.; Chen, Z.W.; Wang, S. L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 21742. doi: 10.1039/c4cp03407d

    6. [6]

      Woo, M. A.; Kim, T.W.; Kim, I. Y.; Hwang, S. J. Solid State Ionics 2011, 182, 91. doi: 10.1016/j.ssi.2010.10.025

    7. [7]

      Bresser, D.; Paillard, E.; Kloepsch, R.; Krueger, S.; Fiedler, M.; Schmitz, R.; Baither, D.; Winter, M.; Passerini, S. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 513. doi: 10.1002/aenm.201200735

    8. [8]

      Gao, G. X.; Wu, H. B.; Dong, B. T.; Ding, S. J.; Lou, X.W. Adv. Sci. 2015, 2, 1400014. doi: 10.1002/advs.201400014

    9. [9]

      Zhou, L.; Wu, H. B.; Zhu, T.; Lou, X.W. J. Mater. Chem. 2012, 22, 827. doi: 10.1039/c1jm15054e

    10. [10]

      Luo, W.; Hu, X. L.; Sun, Y. M.; Huang, Y. H. J. Mater. Chem. 2012, 22, 8916. doi: 10.1039/c2jm00094f

    11. [11]

      Giri, A. K.; Pal, P.; Ananthakumar, R.; Jayachandran, M.; Mahanty, S.; Panda, A. B. Cryst. Growth Des. 2014, 14, 3352. doi: 10.1021/cg500282n

    12. [12]

      Hao, S. J.; Zhang, B.W.; Ball, S.; Copley, M.; Xu, Z. C.; Srinivasan, M.; Zhou, K.; Mhaisalkar S.; Huang, Y. Z. J. Power Sources 2015, 294, 112. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.06.048

    13. [13]

      Guo, L. Y.; Ru, Q.; Song, X.; Hu, S. J.; Mo, Y. D. RSC Adv. 2015, 5, 19241. doi: 10.1039/c4ra15553j

    14. [14]

      Hung, T. F.; Mohamed, S. G.; Shen, C. C.; Tsai, Y. Q.; Chang, W. S.; Liu, R. S. Nanoscale 2013, 5, 12115. doi: 10.1039/c3nr04271e

    15. [15]

      Liu, X. H.; Zhang, J.; Wang, L.W.; Yang, T. L.; Guo, X. Z.; Wu, S. H.; Wang, S. R. J. Mater. Chem. 2011, 21, 349. doi: 10.1039/c0jm01800g

    16. [16]

      Hou, L.; Lian, L.; Zhang, L.; Pang, G.; Yuan, C.; Zhang, X. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 238. doi: 10.1002/adfm.201402827

    17. [17]

      Li, J.; Xiong, S.; Li, X.; Qian, Y. Nanoscale 2013, 5, 2045. doi: 10.1039/c2nr33576j

    18. [18]

      Zhang, C.; Huang, B.; Qian, L. H.; Yuan, S. L.; Wang, S.; Chen, R. ChemPhysChem 2016, 17, 98. doi: 10.1002/cphc.201500854

    19. [19]

      Sun, L.; Zhao, Z.; Zhou, Y.; Liu, L. Nanoscale 2012, 4, 613. doi: 10.1039/c1nr11411e

    20. [20]

      Qu, Q. T.; Fu, L. J.; Zhan, X. Y.; Samuelis, D.; Maier, J.; Li, L.; Tian, S.; Li, Z. H., Wu, Y. P. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3985. doi: 10.1039/c0ee00673d

    21. [21]

      Yang, X. H.; Li, Z.; Sun, C. H.; Yang, H. G.; Li, C. Z. Chem. Mater. 2011, 23, 3486. doi: 10.1021/cm2008768

    22. [22]

      Huang, Y. H. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 816. [黄云辉. 物理化学学报, 2016, 32, 816.] doi: 10.1021/cm2008768

    23. [23]

      Zhao, R. Z.; Li, Q.; Wang, C. X.; Yin, L.W. Electrochim. Acta 2016, 197, 58. doi: 10.1016/j.electacta.2016.03.047

    24. [24]

      Mo, Y. D.; Ru, Q.; Chen, J. F.; Song, X.; Guo, L. Y.; Hu, S.J.; Peng, S. M. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 19765. doi: 10.1039/C5TA05931C

    25. [25]

      Wang, Y. J.; Zhang, Y. Z.; Ou, J. K.; Zhao, Q.; Liao, M.; Xiao, D. RSC Adv. 2016, 6, 547. doi: 10.1039/c5ra21916g

    26. [26]

      Song, X.; Ru, Q.; Zhang, B.; Hu, S.; An, B. J. Alloy. Compd. 2014, 585, 518. doi: 10.1016/j.jallcom.2014.03.190

    27. [27]

      Xu, J. M.; He, L.; Wang, Y. J.; Zhang, C. J.; Zhang, Y. H. Electrochim. Acta 2016, 191, 417. doi: 10.1016/j.electacta.2016.01.023

    28. [28]

      Huang, L.; Waller, G. H.; Ding, Y.; Chen, D.; Ding, D.; Xi, P.; Wang, Z. L.; Liu, M. Nano Energy 2015, 11, 64. doi: 10.1016/j.nanoen.2014.09.027

    29. [29]

      Rai, A. K.; Thi, T. V.; Paul, B. J.; Kim, J. Electrochim. Acta 2014, 146, 577. doi: 10.1016/j.electacta.2014.09.079

    30. [30]

      Zhong, X. B.; Wang, H. Y.; Yang, Z. Z.; Jin, B.; Jiang, Q. C. J. Power Sources 2015, 296, 298. doi: 10.1016/j.jpowsour.2015.07.047

    31. [31]

      Zhang, Z. C.; Chen, Y. F.; He, S.; Zhang, J. C.; Xu, X. B.; Yang, Y.; Nosheen, F.; Saleem, F.; He, W.; Wang, X. Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53, 12517. doi: 10.1002/anie.201406484

    32. [32]

      Luo, W.; Huang, L.; Guan, D. D.; He, R. H.; Li, F.; Mai, L. Q. Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32, 1999. [罗雯, 黄磊, 关豆豆, 贺汝涵, 李枫, 麦立强. 物理化学学报, 2016, 32, 1999.] doi: 10.3866/PKU.WHXB20160532

    33. [33]

      Liu, H.W.; Wang, J. Electrochim. Acta 2013, 92, 371. doi: 10.1016/j.electacta.2014.09.079

    34. [34]

      Ru, Q.; Song, X.; Mo, Y. D.; Guo, L. Y.; Hu, S. J. J. Alloy. Compd. 2016, 654, 586. doi: 10.1016/j.jallcom.2015.09.105

    35. [35]

      Varzi, A.; Bresser, D.; Zamory, J.; Müller, F.; Passerini, S. Adv. Energy Mater. 2014, 4, 1400054. doi: 10.1002/aenm.201400054

    36. [36]

      Zou, F.; Hu, X.; Li, Z.; Qie, L.; Hu, C.; Zeng, R.; Jiang, Y.; Huang, Y. Adv. Mater. 2014, 26, 6622. doi: 10.1002/adma.201402322

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  2
  • 文章访问数:  945
  • HTML全文浏览量:  165
文章相关
  • 发布日期:  2016-12-22
  • 收稿日期:  2017-10-10
  • 修回日期:  2016-12-22
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章