单层镍锰层状双金属氢氧化物用于锂-氧电池双功能催化剂
Single-Layer Ni3Mn-Layered Double Hydroxides as Bifunctional Catalyst for Rechargeable Li-O2 Batteries
作者单位E-mail
侯雪丹 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021  
郭守武 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021 swguo@sjtu.edu.cn 
王倩 西安工业大学材料与化工学院, 西安 710021  
王晓飞 陕西科技大学材料科学与工程学院, 西安 710021 wangxiaof@sust.edu.cn 
摘要: 将块体镍锰层状双金属氢氧化物(Ni3Mn-LDHs)通过液相剥离法制备成单层Ni3Mn-LDHs,然后采用自组装法获得Ni3Mn-LDHs/CNT复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合材料的结构进行分析,通过恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)研究电极的电化学过程。结果表明:Ni3Mn-LDHs/CNT复合材料可以有效提升ORR和OER的催化活性,与CNT正极相比较,Ni3Mn-LDHs/CNT正极在锂-氧电池中的放电容量提高了近300%,并且具有优异的倍率性能和循环稳定性。
关键词: 复合材料  锂-氧气电池  催化剂  功能性
基金项目: 国家自然科学基金(No.51608412)、陕西省自然科学基础研究基金(No.2016JQ2034)、陕西省教育厅专项基金(No.17JK0086)和陕西科技大学科研启动基金(No.2016BJ-48)资助项目。
Abstract: Bulk Ni3Mn-layered double hydroxides (Ni3Mn-LDHs) was exfoliated into single-layer Ni3Mn-LDHs nanosheets via liquid phase exfoliation, and then incorporated with CNT to obtain Ni3Mn-LDHs/CNT composites by self-assemble method. The structure of the composites was characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The electrochemical process was analyzed by galvanostatic tests, cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The Ni3Mn-LDHs/CNT composites improved the ORR and OER catalytic activities significantly, the obtained Ni3Mn-LDHs/CNT cathode presented nearly 300% higher discharge capacity, excellent rate and cycling stability than the CNT cathode in lithium-oxygen batteries.
Keywords: composite materials  lithium-oxygen batteries  catalyst  functional
投稿时间:2018-05-15 修订日期:2018-08-17
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侯雪丹,郭守武,王倩,王晓飞.单层镍锰层状双金属氢氧化物用于锂-氧电池双功能催化剂[J].无机化学学报,2018,34(10):1910-1916.
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