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成果简介
Fe3O4纳米材料在能量转换和存储方面具有所需的电化学性能，被认为是石墨负极的潜在替代品，因为它们在新的绿色二次电池系统中具有高锂 (Li) 离子和钠 (Na) 离子存储能力。本文，新疆大学Yali Cao等研究人员在《New J. Chem》期刊发表名为“Carbon-coated Fe3O4 nanoparticles in situ grown on 3D cross-linked carbon nanosheets as anodic materials for high capacity lithium and sodium-ion batteries”的论文，研究提出采用一步热分解法制备了3D蜂窝状纳米复合材料Fe3O4@N/C作为LIB和SIB的负极材料。
蜂窝状结构由相邻的碳纳米壁组成，不仅增加了比表面积，提供了更多的活性位点，而且减少了锂离子和钠离子嵌入引起的体积变化。同时，N掺杂碳的掺入显着提高了Fe3O4纳米材料的电导率。此外，碳骨架中氮的引入为锂离子和钠离子的吸附提供了更多的活性位点。结果，得到的3D蜂窝状Fe3O4@N/C 显示出更高的可逆放电容量，即LIB在350次循环后1Ag-1下的1200mA g-1和500次循环后10Ag-1下的426mA hg-1 。这项工作为设计高性能的过渡金属氧化物基负极材料提供了一种有效的策略。
图文导读
图1、 (a) Fe3O4@N/C复合材料的合成过程示意图；(b和c) 600°C-Fe3O4@N/C的SEM图像和(d)元素映射图像；(e和f) 600°C-Fe3O4@C的SEM照片；(g) 600 °C-Fe3O4@N/C的能量色散 X 射线结果；(h-j) 600 °C-Fe3O4@N/C不同放大倍率下的 HRTEM图像。
图2、锂离子电池的电化学性能
图3、钠离子电池的电化学性能
文献：
- https://doi.org/10.1039/D2NJ01838A
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