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具有三维导电网络结构的锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料的储镁性能研究
引用本文:张长欢,李念武,姚胡蓉,刘琳,殷雅侠,郭玉国. 具有三维导电网络结构的锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料的储镁性能研究[J]. 化学学报, 2017, 75(2): 206-211. DOI: 10.6023/A16100542
作者姓名:张长欢  李念武  姚胡蓉  刘琳  殷雅侠  郭玉国
作者单位:a 中国科学院化学研究所 中国科学院分子纳米结构与纳米技术重点实验室 北京 100190;b 中国科学院大学 化学与化工学院 北京 100049
基金项目:项目受国家自然科学基金(Nos.51225204,21303222,21127901)和中国科学院战略性先导科技专项(XDA09010100)资助.
摘    要:镁二次电池具有安全性高、价格低廉等优点,是一种具有潜在应用前景的高能量密度电池体系.目前,镁二次电池的研究重点之一是寻找合适的电极材料.最近,我们通过水热和热处理相结合的方法成功制备了具有三维导电网络结构的锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料.研究发现,在石墨烯的三维导电网络片层上,均匀分布了粒径小于100 nm的锡纳米颗粒.将锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合材料作为镁二次电池电极材料,当电流密度为15 mA·g-1和300 mA·g-1时,首次放电容量分别达到了545.4 mAh·g-1和238.8 mAh·g-1,经过150圈后,容量保持率达到了93%,库伦效率为99%,表现出了较高的电化学活性.研究还发现,镁离子嵌入复合材料中形成镁锡合金,当镁离子脱出后,再次形成锡纳米颗粒/石墨烯纳米片复合电极材料,镁离子的脱出和嵌入具有很高的可逆性.这对未来研究设计高性能镁离子电极材料具有十分重要的意义.

关 键 词:储镁材料  镁二次电池  纳米复合材料  三维导电网络  锡纳米颗粒  石墨烯纳米片  

Synthesis of Sn Nanoparticles/Graphene Nanosheet Hybrid Electrode Material with Three-Dimensional Conducting Network for Magnesium Storage
Zhang Changhuan,Li Nianwu,Yao Hurong,Liu Lin,Yin Yaxia,Guo Yuguo. Synthesis of Sn Nanoparticles/Graphene Nanosheet Hybrid Electrode Material with Three-Dimensional Conducting Network for Magnesium Storage[J]. Acta Chimica Sinica, 2017, 75(2): 206-211. DOI: 10.6023/A16100542
Authors:Zhang Changhuan  Li Nianwu  Yao Hurong  Liu Lin  Yin Yaxia  Guo Yuguo
Affiliation:a CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences(CAS), Beijing 100190, China;b School of Chemistry and Chemical Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Abstract:
Keywords:magnesium storage  rechargeable magnesium battery  nanocomposite  conducting network  tin  graphene  
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