北京服裝學院《?NT》柔性NiTe2/多孔石墨烯薄膜，用于鋰離子電池

1成果簡介

本文，北京服裝學院Rui Wang、Xiaoting Zhang等在《Nanotechnology 》期刊發表名為“Flexible electrode of NiTe2/porous graphene film as binder-free anode for lithium-ion batteries”的論文，研究通過真空過濾、退火和碲化處理的連續工藝，在多孔石墨烯薄膜上制備了NiTe2納米晶（NiTe2@PG）。該結構中，NiTe2納米晶通過NiTe2納米顆粒的限域生長形成。采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和X射線衍射對NiTe2@PG復合材料的形貌與結構進行了表征，同時利用X射線光電子能譜和拉曼光譜探究了NiTe2與石墨烯之間的界面相互作用。作為鋰離子電池負極材料評估時，NiTe2@PG電極在100 mA g?1的電流密度下展現出875.7 mAh g?1的初始可逆容量。

此外，該電極展現出卓越的長期循環性能，在2 A g?1和5 A g?1高電流密度下經10 000次循環后，仍分別保持243.5 mAh g?1和135 mAh g?1的比容量。其優異電化學性能歸因于NiTe2@PG的獨特結構及石墨烯/NiTe2界面形成的強健共價鍵。多孔石墨烯支架不僅作為NiTe?納米晶生長的導電基底，還促進了電子傳輸。其多孔網絡同時縮短了鋰離子擴散路徑并增強了電解質滲透性。此外，石墨烯與NiTe?形成的C–Te–Ni共價鍵在循環過程中對維持電極結構完整性起到了關鍵作用。

2圖文導讀

圖1.Schematic diagram of the forming process of NiTe2@PG.

圖2.SEM images of (a) Ni@PG, (b) NiTe2@PG1, (c) NiTe2@PG2 and (d) NiTe2@PG, (f) HRTEM and (e) STEM images of NiTe2@PG and corresponding elemental mapping of (g) C, (h) O, (i) Ni, and (j) Te.

圖3.XRD patterns of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG.

圖4.XPS spectra of (a1) NiTe2@PG, (a2) NiTe2@PG2 and (a3) NiTe2@PG1 and their (b1)–(b3) C 1s and (c1)–(c3) Te 3d spectra.

圖5.Raman spectra of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG.

圖6.Initial two discharge ? charge curves of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG at 100 mAg?1; (d) the cycle performance of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG at 100 mAg?1; (e) the rate capability of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG; (f) AC impedance spectra of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG and the corresponding Randles equivalent circuit; (g) the cycle performance of NiTe2@PG at 1, 2, and 5 A g?1.

3小結

綜上所述，通過在多孔石墨烯上原位生長NiTe?納米晶，成功制備了NiTe?@PG復合材料。在此結構中，多孔石墨烯不僅作為NiTe?成核與生長的支撐基底，還顯著提升了電極的整體電導率。此外，其多孔結構促進了電解質滲透性。值得注意的是，石墨烯/NiTe?界面形成了C–Te–Ni共價鍵，且隨碲化時間延長其濃度呈漸進式增長。該界面共價鍵的存在對穩定復合結構、促進電荷轉移起到了關鍵作用，使NiTe?@PG能夠作為鋰離子電池的卓越陽極材料，具有高比容量、優異倍率性能及長期循環穩定性等顯著特性。

文獻：DOI10.1088/1361-6528/ae490c

來源：材料分析與應用