电子科大:独立式ReS2/石墨烯异质结构,用于锂离子电池
成果简介
本文,电子科技大学陈远富教授、东南大学贺加瑞教授等在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Freestanding ReS2/Graphene Heterostructures as Binder-Free Anodes for Lithium-Ion Batteries”的论文,研究合成了具有3D框架和超薄片层的异质结构ReS2/石墨烯纳米复合材料。然后,合成的3D ReS2/石墨烯(表示为3DRG)纳米复合材料被直接认为是LIBs中的阳极,不含导电添加剂、聚合物粘合剂或金属集流体,这有利于轻质和高性能的LIBs。
石墨烯的高电导率、ReS2/石墨烯纳米片的强柔性以及ReS2和石墨烯之间的紧密耦合使3DRG成为一种良好的独立电极。此外,这些优异的优点和多孔结构可以提高整个电极的电荷传输性,缩短Li扩散路径,并抑制充放电过程中ReS 2的体积膨胀,从而使3DRG纳米复合材料具有更高的可逆容量、倍率能力和循环能力。
图文导读

图1.3DRG的制备示意图。

图2:(a) XRD图谱和(b)3DRG和ReS2的拉曼光谱。

图3。(a,b)ReS2的SEM图像。(c,d)3DRG的SEM图像。(e) 3DRG的TEM和(f)HRTEM图像。

图4. (a) 3DRG的XPS全光谱。3DRG的(b)C 1s,(c)Re 4f和(d)S 2p状态的高分辨XPS光谱。

图5。电化学性能

图6。ReS2和3DRG在0.01–100 kHz范围内的奈奎斯特图
小结
总之,通过水热法合成了由超薄层组成的3D异质结构和分级ReS2/石墨烯纳米复合材料。由于引入了高导电性和柔性石墨烯层,具有ReS2/石墨烯/ReS2三明治状结构的合成3DRG被直接用作独立的无粘合剂阳极。3DRG独特的3D结构具有分级结构、超薄ReS2/石墨烯纳米片、牢固的接触和空间孔隙,不仅为锂离子提供了丰富的电化学活性位点,并能容忍充电/放电过程中ReS2的体积变形,还能加速电子的传输和锂离子的扩散。因此,本工作提出了ReS2在轻量级LIBs中的应用前景。
文献:
https://doi.org/10.1021/acsami.3c02321

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