近年來,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所稀土資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室輕金屬&電池材料組,在MOF模板合成鋰離子電池負(fù)極材料方面取得研究進(jìn)展,合成了一系列過渡金屬氧化物及其復(fù)合材料。該類材料具有高的放電比容量和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。研究人員發(fā)現(xiàn),采用共沉淀技術(shù)可以有效地將金屬陽(yáng)離子吸附到富有含氧基團(tuán)的碳納米管表面,加入有機(jī)配體溶液后,配體與碳納米管表面的金屬離子配位形成MOF晶核,晶核生長(zhǎng)成為MOF晶體,最終將碳納米管原位嵌入到MOF中。經(jīng)過熱處理后,可制備出新型結(jié)構(gòu)的多金屬氧化物納米復(fù)合材料(如圖)。
該類納米復(fù)合材料在0.01-3.0V電壓范圍,以100mAg-1電流密度充放電100次后,比容量穩(wěn)定在813mAhg-1以上;當(dāng)充放電流密度為1000mAg-1時(shí),比容量仍高達(dá)514mAhg-1,顯示出優(yōu)良的電化學(xué)儲(chǔ)能特性。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在ACS Nano,2015,9,1592-1599;Nanoscale,2014,6, 5509-5515;J.Mater.Chem.A,2014,2,8048-8053 和Chem.Eur.J.,2014,20,11214-11219等學(xué)術(shù)期刊上,并受到國(guó)內(nèi)外同行的廣泛關(guān)注,研究工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金委的項(xiàng)目資助。(據(jù):中國(guó)科學(xué)院)
圖:MWCNTs/Co3O4制備過程及電化學(xué)性能