锂为负极的电池_提高锂储存性能？石墨烯量子点用于锂离子电池负极材料

北极星储能网络新闻:锂离子电池具有自放电性能低、使用寿命长、能量密度高等特点，已成为便携式设备、电动汽车、应急电源组件等领域常见的储能系统然而，目前最广泛用于锂离子电池的阴极材料石墨受到其低理论容量(372mAh g-1)的限制，并且不能满足具有高能量密度要求的电动车辆或混合电动车辆的要求。因此，研究人员投入了大量的研究工作来寻找理想的电极材料，以提高锂电池的可逆容量和循环性能。

近年来，过渡金属氧化物(TMO)或硫化物(TMS)，如CuOx、CoOx、MnOx、FeOx、NiOx、SnOx、AgInZnS、Bi2S3等。，因其理论容量大(500-1000 MAh·g-1)、储量丰富和成本低，已成为LIBs下一代电极材料的潜在应用材料。然而，TMOs固有电导率低，容量衰减严重，循环过程中体积变化大，阻碍了其实际应用。石墨烯量子点因其高比表面积、良好的导电性、高流动性和良好的溶剂分散性，特别是具有一定功能的石墨烯量子点，已逐渐应用于LIB电极材料(如VO2、MoS2、CuO、Sn、Si、NiO等)。)，并在提高电导率、促进离子传输和改善循环性能方面发挥了积极作用。

最近，上海大学环合学院王勇教授的研究小组合成了蛋黄壳结构的Co3O4@CuO微球，然后对羧基功能化石墨烯量子点(Co3O4 @ CuO @ GQDs)进行了表面修饰，并研究了它们的储锂性能。相关研究成果发表在《化学工程杂志》上，标题为“石墨烯量子点修饰蛋黄壳CO3O4 @ Cuo微球提高储锂性能”

图1。Co3O4@CuO @ gqds

优势分析:

(1)蛋黄壳结构Co3O4@CuO微球来源于金属有机骨架(MOFs)，具有良好的微观结构和高孔隙率蛋黄壳Co3O4@CuO结构被设计成适应锂的逐渐嵌入机制(首先在CuO壳中，然后在Co3O4核中)用

(2)Co3O4 @ CuO微球修饰的量子点不仅提供了更大的比表面积、更多的活性位点和更强的电导率，而且还起到了缓冲作用，减缓了体积膨胀，提高了离子电导率。

(3)GQDs中的-COOH基团具有良好的亲水性，有利于GQDs与Co3O4@CuO的结合，并与Li+有很强的亲和力

图2。a)前三个循环的循环伏安曲线b)Co3O4 @ CuO @ GQDs的充放电电位曲线c)Co3O4 @ CuO @ gqds和原始Co3O 4 @ CuO在0.1A g-1 d时的循环性能比较)Co3O4 @ CuO @ gqds和原始co3o4 @ cuo

的倍率性能比较基于上述结构和成分设计的优点，Co3O 4 @ CuO @ GQDs阳极具有更好的循环能力和优异的储锂性能。具体而言，与没有GQDs的Co3O4 @ CuO微球相比(200次循环后，容量严重下降，低于414 mAh·g(-1))，Co3O4 @ CuO @ GQDs阳极的初始比容量为816 mAh·g(-1)，在0.1A/g下200次循环后的高可逆充电容量为1054 mAh·g(-1)

原标题:Chem Eng J:石墨烯量子点用作锂离子电池负极材料时可以提高储锂性能

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