功能化石墨烯复合多金属氧酸盐电极材料的制备及其电化学性能
钟丽蓉1
夏铭2
李彦君3
刘媛媛1
1.烟台大学化学化工学院,山东烟台 2640052.南京工业大学化工学院,江苏南京 211816;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 2118163.烟台大学化学化工学院,山东烟台 264005;烟台中科先进材料与绿色化工产业技术研究院烟台先进材料与绿色制造山东省实验室,山东烟台 264005
摘要：水系锌离子电池由于其低成本、高丰度和高理论比容量等优势,在后锂电时代的新型储能体系中脱颖而出,受到学界的广泛关注.开发稳定高效的储锌正极材料,是锌离子电池发展的重点和难点.多金属氧酸盐(简称"多酸"),具有较强的氧化还原活性和多电子转移特性,被视为极具潜力的电极材料,但多酸易溶解、易团聚和导电性较差等问题,阻碍了其在储能领域的应用.为解决上述问题,采用氧化石墨烯(GO)为基底材料,在其表面原位生长聚苯胺(PANI),通过静电相互作用固载Keggin型多酸H3PMo12O40,得到了rGO-PANI-PMo12(GPM)复合材料,利用石墨烯及其表面功能基团,提高多酸的抗流失性、分散性和导电性.通过XRD、FTIR、SEM、TEM、XPS以及电化学性能测试等方法,探究了GO和苯胺单体(ANI)的比例对GPM材料的形貌、结构和电化学性能的影响规律.结果表明:当GO和ANI在质量比为1∶20时,所制备的GPM材料融合多酸和石墨烯的优点,兼具较强的氧化还原活性和高导电性,表现出优异的电化学性能,在0.2 A/g下,放电比容量高达258 mAh/g,且在2A/g的条件下,循环1000圈容量保持率为82.2％.此外,反应动力学研究结果表明,GPM电极的电化学反应过程为扩散和电容共同控制,表现出较快的Zn2+扩散速率和电荷转移速率.
关键词：水系锌离子电池正极材料多金属氧酸盐氧化石墨烯苯胺
分类号：TQ152(电化学工业)
资助基金：山东省自然科学基金资助项目(ZR2021ME177)烟台先进材料与绿色制造山东省实验室科学基金资助项目(AMGM2024A08)
论文发表日期：2025-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 152-161 )
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