基于石墨烯的一維宏觀組件（GBOMAs）引起了人們的極大關(guān)注，并致力于取得巨大進展。然而，它們的應(yīng)用仍僅限于功能較少的電子產(chǎn)品，而且其優(yōu)越的潛力仍然稀缺。在此，受天然蔥結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，引入了一種新穎的策略，通過石墨烯的中尺度蔥狀包裹來有效提高電池性能。獲得的RGO/Ag-Li負極在碳酸鹽電解質(zhì)中，在1 mA cm
-2下表現(xiàn)出約11.3 mV的超低過電勢，持續(xù)1800小時，這優(yōu)于大多數(shù)以前的報道。此外，該策略還可以進一步擴展到各種正極納米材料的高質(zhì)量負載，由此產(chǎn)生的RGO/LiFePO
4正極表現(xiàn)出顯著的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。通過最大限度地發(fā)揮其獨特的結(jié)構(gòu)和性能所帶來的優(yōu)勢，這項工作為探索和拓寬GBOMAs作為支架在制造全鋰電池方面的應(yīng)用開辟了一條新途徑。
Figure 1. GBOMAs的蔥狀結(jié)構(gòu)示意圖。(a) 兩段蔥莖的光學(xué)照片。(b) 基于GBOMAs的鋰電池支架中電荷轉(zhuǎn)移的示意圖。
Figure 2. 觀察鋰浸潤前后RGO基纖維的形態(tài)變化。（a）RGO纖維中熔融鋰滲透實驗的示意圖。(b-d) 瞬態(tài)熔融鋰吸收后所得復(fù)合纖維的SEM圖像。（e）鋰滲透前后RGO基纖維的表面形貌。(f) 所得RGO-Li復(fù)合纖維表面的放大SEM圖像。
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Figure 3. (a) 基于RGO的MRs鋰填充過程的示意圖。(b-d) RGO-1000和RGO/Li MRs的SEM圖像。
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Figure 4. (a) 在0.5 mA cm
-2下初始鋰沉積期間的電壓分布。(b,c) 在鋰滲透之前和之后獲得的RGO/Ag和RGO/Ag-Li MRs的SEM圖像和XRD圖案。(d) 分別具有純鋰箔和RGO/Ag-Li電極的對稱電池的恒電流放電-充電循環(huán)。(e) 純鋰箔和RGO/Ag-Li電極在5 mA cm
-2和 1 mAh cm
-2下經(jīng)過50次電鍍/剝離循環(huán)后的表面形貌。
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Figure 5. RGO/LiFePO
4 MRs 在半電池和全電池中的電化學(xué)性能。
相關(guān)研究成果于2021年由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)Shu-Hong Yu和深圳大學(xué)Chuanxin He課題組，發(fā)表在Nano Lett.（https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04033）上。原文：Scallion-Inspired Graphene Scaffold Enabled High Rate Lithium Metal Battery。
轉(zhuǎn)自《石墨烯雜志》公眾號
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