【摘 要】
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以氧化镁/三聚氰胺/聚乙二醇混合物为初始原料,通过模板辅助的方法成功地制备了高储锂性能的氮掺杂多孔炭片(NPCSs).采用红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)
【机 构】
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新疆大学新疆维吾尔自治区洁净煤转化与化工过程重点实验室 乌鲁木齐830046;吉林大学材料科学与工程学院 长春130025
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以氧化镁/三聚氰胺/聚乙二醇混合物为初始原料,通过模板辅助的方法成功地制备了高储锂性能的氮掺杂多孔炭片(NPCSs).采用红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)和交流阻抗(EIS)对样品进行了详细地表征和分析.结果显示:NPCSs为交错连接的多孔炭片网络,并显示出较高的比表面积(370.8 m2·g-1)、多级的孔道和高的氮含量(8.5 at%).这种连续多孔的结构,有利于电子在三维方向的传输,缩短了锂离子扩散的距离,扩大了锂离子与电极的接触面积,也为锂离子的储存提供了有利场所.此外,高的氮掺杂水平为锂离子的嵌入和脱出提供了大量的活性位点,增强了材料的导电性.基于此独特的结构,NPCSs电极显示了高的首次可逆比容量(电流密度为100 m A·g-1时,扣除乙炔黑贡献后的比容量为914m Ah·g-1)和较好的循环稳定性(电流密度为1000 m A·g-1,循环至300圈,仍保留523 m Ah·g-1的比容量).而且,该材料显示出较高的倍率性能,在电流密度为3000 m A·g-1时的可逆比容量达到355 m Ah·g-1.因此,所获得的NPCSs有望成为锂离子电池负极材料.
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