【能源】分等级GeO2纳米管/氮掺杂碳球复合材料用于高性能锂离子电池- 大数跨境

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2019-12-05

导读：福州大学魏明灯教授课题组首次采用煅烧有机锗配合物得到分等级GeO2纳米管/氮掺杂碳球复合材料用于高性能锂离子电池

二氧化锗因具有很高的储锂性能，被认为是一种极具前景的锂离子电池负极材料。但是由于其在脱/嵌锂过程中体积膨胀导致二氧化锗负极材料的破碎和粉化，使其容量迅速衰减，为了改善二氧化锗的循环性能，开发和设计一种二氧化锗/碳复合材料不仅可以提高复合物的导电性，同时还可以缓冲电极材料的体积变化，改善电极材料的电化学性能。

近日，福州大学魏明灯教授课题组首次采用煅烧有机锗配合物得到分等级GeO₂纳米管/氮掺杂碳球复合材料用于高性能锂离子电池，该材料具有如下优点：（1）空心纳米管聚集的微球可以缓冲充放电过程中体积的膨胀；（2）分层结构使得电解质沿径向扩散，电解质溶液与GeO₂颗粒充分接触；（3）方形纳米管缩短锂离子的传输距离；（4）在GeO₂填隙处的碳原子抑制了GeO₂粒子的聚集且氮掺杂碳基可以提高电极的电导率。基于以上优点，所得的GeO₂纳米管/氮掺杂碳球复合材料（GeO₂/NCS）, 具有优异的循环性能，在1 A g^-1电流密度下循环500圈后仍保持789 mA h•g^-1的比容量（图1）。