| 金属有机框架衍生的高性能锂离子电池负极Co3O4/C复合材料 |
| Metal-Organic Framework Derived Co3O4/C Composite as High-Performance Anode Material for Lithium-Ion Batteries |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 苟蕾 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | leigou@chd.edu.cn | | 赵少攀 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | | | 刘鹏刚 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | | | 杨江帆 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | | | 樊小勇 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | | | 李东林 | 长安大学材料科学与工程学院, 新能源材料与器件研究所, 西安 710061 | dlli@chd.edu.cn |
|
| 摘要: 为克服Co3O4负极材料导电率低、循环稳定性差的缺点，选择Co2（NDC）2DMF2（NDC=1，4-萘二甲酸根）为前驱体采用两步煅烧工艺，制备了具有高碳含量的Co3O4/C复合材料。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和拉曼光谱对样品进行了表征。采用热重分析法（TGA）测定了Co3O4/C中非晶态碳的含量。作为锂离子电池的负极材料，Co3O4/C具有高的可逆比容量、优异的循环性能（在200 mA·g-1的电流密度下，循环200圈后放电比容量稳定保持在1 000 mAh·g-1）和良好的倍率性能（在100、200、500、1 000和2 000 mA·g-1的电流密度下，放电比容量为分别1 076.3、976.2、872.9、783.6和670.1 mAh·g-1）。材料优异的电化学性能归结为有机配体衍生的高含量非晶态碳的导电和缓冲作用有利于电子的快速传递并有效减缓了金属氧化物充放电过程中的体积膨胀。 |
| 关键词: 电化学 锂离子电池 负极 复合材料 Co3O4 MOF |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.21103013，21473014）、陕西省自然科学基金（No.2016JM5082）和大学生创新创业资助项目（No.201810710113，201910710469）资助。 |
| Abstract: In order to overcome the disadvantages of the low electrical conductivity and poor cycling stability of Co3O4 anode material, a Co3O4/C composite was obtained by the judicious selection of Co2(NDC)2DMF2 (NDC=1,4-naphthalene dicarboxylate) as precursor through a two-step calcination process. The sample was characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy. The content of amorphous carbon in Co3O4/C was tested by thermogravimetric analysis (TGA). As anode material for lithium-ion batteries (LIBs), Co3O4/C material showed a high reversible specific capacity, remarkable cycling performance (the specific discharge capacity was stable at 1 000 mAh·g-1 under the current density of 200 mA·g-1 even after 200 cycles) and an excellent rate performance with high average discharge specific capacities of 1 076.3, 976.2, 872.9, 783.6 and 670.1 mAh·g-1 at 100, 200, 500, 1 000 and 2 000 mA·g-1, respectively. The excellent electrochemical performance was attributed to the amorphous carbon derived from the organic ligand, which served as conductive path for easy electric charge transfer and buffer layer to slow down the volumetric stresses. |
| Keywords: electrochemistry lithium-ion battery anode composite Co3O4 MOF |
| 投稿时间：2019-04-23 修订日期：2019-06-06 |
| 摘要点击次数: 1657 |
| 全文下载次数: 624 |
| 苟蕾,赵少攀,刘鹏刚,杨江帆,樊小勇,李东林.金属有机框架衍生的高性能锂离子电池负极Co3O4/C复合材料[J].无机化学学报,2019,35(10):1834-1842. |
| 查看全文 查看/发表评论 下载PDF阅读器 |
| Support information: 相关附件： file支持文件 |
|
|
|
|
|
|
