碳纳米网石墨在电池中的应用研究

锂离子电池通常包含石墨碳作为阳极材料。科学家们已经研究了碳纳米网石墨烯作为一种新型的二维碳网络在电池应用中的适用性。欧洲杯足球竞彩

石墨烯和石墨烯一样扁平和薄,石墨烯是石墨的单原子层薄版本,但它具有更高的孔隙率和可调节的电子特性。在杂志上《应用化学》在美国,研究人员描述了它由定制前体分子自底向上的简单合成。

碳材料是锂离子欧洲杯足球竞彩电池中最常见的阳极材料。它们的层状结构允许锂离子在电池循环过程中进出层间空间,它们具有高导电性的二维六边形晶格,并且它们形成稳定的多孔网络以有效渗透电解质。

然而,由于这些碳材料大多是由聚合物碳物质自上而下合成而成,因此结构和电化学性能的微调较为困难。欧洲杯足球竞彩

Graphdiyne是由两个乙炔单元(名称中的“diyne”)桥接的六角碳环构成的混合二维网络。石墨烯被认为是分离同位素或氦的纳米网膜。

然而,其独特的电子性质和网状结构也使graphdiyne适合于电化学应用。来自北京中国科学院的黄长水和他的同事研究了特制的电子调节石墨烯衍生物的储锂能力和电化学性能。欧洲杯线上买球

科学家们通过在铜箔上添加前体分子,以自下而上的策略合成了石墨烯衍生物,这些前体分子自组织形成有序的层状纳米结构。使用含有具有有趣电子性质的官能团的单体,作者制备了具有独特电化学和形态性质的功能性石墨烯。

作者报道,在这些官能团中,具有吸电子效应的官能团减小了石墨烯的带隙,增加了其导电性。氰基尤其有效,当用作阳极材料时,氰基改性石墨烯表现出优异的储锂能力,并在数千次循环中保持稳定,正如作者所报告的那样。

相比之下,当石墨二炔被修饰为向石墨二炔网络提供电子的庞大官能团(甲基)时,作者观察到更大的层间距,这使得材料结构不稳定,因此阳极只能存活几个充放电周期。作者还将两种修饰过的石墨二炔材料与只有氢占据官能团位置的“空”版本进行了比较。欧洲杯足球竞彩

作者得出结论,改性石墨烯可以通过自下而上的策略制备,这也最适合构建用于电池、电容器和其他电催化装置的功能性二维碳材料结构。

来源:https://www.wiley.com/en-us

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