JLG蓄电池正负极材料化学分子解析
在电位从1.0 V添加到2.5 V时,ITO/PTE隔阂的比放电容量添加。但在高电压下(图9I),特定充电容量较低。RP作为隔阂在高电压2.0和2.5 V时具有较高的比放电容量,但在1-1.5 V时其充电和放电容量较差(图9II)。CP在高电压(1和1.5 V)下具有较高的比充电容量,而跟着电压的添加,放电容量逐步添加(图9V)。两种硅基隔阂在1和2 V时的比充电和放电容量均高于其他隔阂(图9III和IV)。然而,因为在1 V时脱钠效果欠安,因此比放电容量低于比充电容量。在1.5 V时,SIL SH的比放电容量为141 mC g -1,高于SIL BH的32 mC g -1。RP在1.5 V时的比充电容量为23 mC g -1,放电容量为22 mC g -1。CP在1.5 V时的比放电容量为39 mC g -1。SIL SH在2.5 V时具有600 mC g -1的比充电容量和114 mC g -1的放电容量。SIL BH在SIBs中的比充电容量别离为1.0、1.5、2.0和2.5 V时的294、217、297和229 mC g -1,而相应的SIL SH的比充电容量别离为70、87、363和600 mC g -1。SIL SH在1.5 V和2.5 V时别离供给最大放电容量为141和114 mC g -1。然而,两种隔阂(
CQDs@SnO2和CQDs@NaVO3在不同隔阂中的循环性能也在1伏和2伏下进行了评价,如图10I-V所示。Autolab的原始数据在在线弥补数据的图S3I-V中显现。RP在1伏时的首次循环中具有1298 mC g-1的比充电容量,随后在10次、25次和50次循环中的充电容量别离削减到466、398和365。它在1伏下的第1次、第10次、第25次和第50次循环中供给了良好的比放电容量,别离为1087、412、368和347 mC g-1。在ITO/PTE隔阂中,充电和放电行为表现欠安,因为ITO具有低孔隙率,或许会影响充电和放电进程中的钠化/去钠化进程。SIL BH在第1次循环中在1伏时供给了455和131 mC g-1的比充电和放电容量(图10III),这高于SIL SH(88和45 mC g-1)(图4)。在第50次循环中,SIL SH供给了比SIL BH(110和30 mC g-1)更高的比充电和放电容量(420和225 mC g-1)。CP在1伏和2伏时的充电和放电循环性比ITO/PTE好,因为ITO/PTE的外表电阻率低(60 Ω sq-1)。在2伏时,RP在首次循环中的比充电容量为477 mC g-1,低于1伏时的1298 mC g-1,而在第50次循环中,它的比充电容量为222 mC g-1,低于1伏时的347 mC g-1(图10II)。充电和放电的比容量在

Fig. 10:
运用不同隔阂的SIBs在1和2 V下的循环性能(I)ITO/PTE,(II)RP,(III)SIL BH,(IV)SIL SH和(V)CP
SIL SH在50次循环中以1 V的电压供给了223 mC g –1 的特定放电容量,这低于RP(347 mC g –1)。与其他隔阂比较,SIL SH在2 V时具有4246 mC g –1的高初始特定放电容量,而在1 V时仅供给低容量(45 mC g –1)。在SIL SH中,从初始周期到第21个周期的容量衰减在1 V时被评价为45 mC g –1至30 mC g –1(图10IV),这或许是因为由颗粒聚集构成的活性资料的大尺寸碳黑引起的。钠离子或许难以脱嵌到活性资猜中。因为Na-离子的重复嵌入和脱嵌导致碳资料的激活,特定充电和放电容量在第31次至第50次循环中忽然添加[56, 62]。第35次循环后SIL SH的放电容量添加揭示了CQDs外表构成了类似凝胶的可逆聚合物膜[56]。SIL SH的最大特定充电容量在第48次和第47次循环中取得(别离为233和228 mC g –1),在1 V时。在2 V时,趋势反转。SIL SH在前13个周期内供给了高达的特定放电容量。从第15个周期到第50个周期,它显现了低放电容量。SIL SH在2 V时第20个周期后的特定充电和放电容量都很差(图10IV)。在SIL BH中观察到的不同放电速率
所有制作电池在1和2伏时的各种循环能力下的比能和能量
| SIBs中的各种分隔符 | 充电电压为1伏 | 在1伏下放电 | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 榜首周期 | 第十次循环 | 第25个周期 | 第50个周期 | 榜首周期 | 第十次循环 | 第25个周期 | 第50个周期 | |||||||||
| 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | 比功率(毫瓦每克) | 比能(瓦时/克) | |
| ITO/PTE | ||||||||||||||||
| RP | ||||||||||||||||
| SIL BH | ||||||||||||||||
| SIL SH | ||||||||||||||||
| CP | ||||||||||||||||
| 充电电压为2伏特 | 在2伏下放电 | |||||||||||||||
| ITO/PTE | ||||||||||||||||
| RP | ||||||||||||||||
| SIL BH | ||||||||||||||||
| SIL SH | ||||||||||||||||
| CP |
EIS被执行以研讨电荷转移电阻(Rct)和Na-离子分散的阻力。经过Nyquist图低频区域的斜率查看了电极和凝胶聚合物电解质之间的离子分散行为。在Nyquist图的高频区域,Rct是经过产生在电极和电解质界面的电荷转移电阻半圆的直径取得的[63,64]。ITO/PTE显现出比其他隔阂更大的半圆(Rct值约为280kΩ)(在线弥补数据中的图S4)。大的半圆标明PVA/P3HT在ITO/PTE中具有高界面电阻,并且电荷传播很差[65]。上述半圆的直径与RP、SIL BH、SIL SH和CP比较要小。在本研讨中,运用了PVA和P3HT凝胶聚合物电解质。PVA的电导率很低(RT时为1.63×10^-12 S cm^-1),而P3HT的电导率很高(12.7 S cm^-1)。PVA和P3HT的运用重量比为1:0.05。P3HT作为氯仿溶液运用。据报道,在己烷中制备的P3HT-g-PVA的电导率(6.9×10^-7 S cm^-1)高于在氯仿(3.3×10^-8 S cm^-1)或乙腈(2.9×10^-8 S cm^-1)中制备的P3HT-g-PVA[66]。据报道,很多PVA和P3HT存在时会产生高界面电阻。EIS数据的等效电路如图所示。
3 定论
CQDs经过碱性过氧化氢辅佐水热碳化法从S. saman的枯叶中制备,在激发波长为360纳米时量子产率为21.03%。这些CQDs被装修有SnO2和NaVO3,并用作柔性钠离子电池的阳极和阴极资料。CQD在外表显现出sp2和sp3杂化碳原子的拉伸振动模式。CQDs,CQDs@SnO2和CQDs@NaVO3显现了激发相关的波长。未煅烧的CQDs,煅烧的CQDs,CQDs@SnO2和CQDs@NaVO3的平均晶体尺寸别离为12.8,11.5,11.9和14.4纳米。煅烧的CQDs出现六方结构,XRD和TEM研讨标明层距离为0.37纳米,并以具有多孔结构的纳米棒出现。CQDs@SnO2具有结晶性质,具有几个晶格平面,而CQDs@NaVO3是具有外表微孔晶体的纳米棒。评价了五种隔阂(ITO/PTE,RP,SIL BH,SIL SH和CP)在柔性钠离子电池中的性能。CV研讨标明,根据硅的隔阂SIL SH显现出比SIL BH(116 F g –1)更高的比电容(881 F g –1)。RP在第1次、第10次、第25次和第50次循环中以1 V的特定放电容量别离为1087、412、368和347 mC g –1。在RP、SIL BH和CP中观察到充电和放电比容量在2 V时削减。SIL SH在第1次和第10次循环中显现出高初始比放电容量
