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      本文中，我們報告了一種簡便的氧化還原沉積方法，用于構造在部分還原氧化石墨烯上生長超細Fe₃O₄顆粒（Fe₃O₄@PrGO），并用作鋰電池負極，其中20-30 nm尺寸的Fe₃O₄顆粒有效地裝飾了PrGO氣凝膠。雜化結構改善了電解質可及的活性物質位點的數量，并提供了增強的鋰和電子傳輸途徑。該材料在電流密度為0.5 A g^-1的情況下進行100次循環后已顯示出高達2136 mAh g^-1的可逆比容量，即使經過600次循環后，在1 A g^-1下仍具有出色的循環性能。優異的鋰離子傳輸動力學，主要是由于將1-2 nm尺寸粉碎的Fe₃O₄顆粒有效附著到3D PrGO網絡上，即使在10 A g^-1的極高放電速率下，該電池也能顯示480 mAh g^-1的容量。即使經過長時間的老化，電化學循環所獲得的容量也已被完全恢復，這突出了其替代傳統石墨作為堅固而高性能負極材料的潛力。
 

Figure 1. Fe₃O₄@PrGO混合氣凝膠的制造步驟
 

Figure 2. （a）裸露的Fe₃O₄納米顆粒（Fe₃O₄ NP）的SEM圖像，（b）裝飾PrGO表面的超細球形Fe₃O₄顆粒，（c）Fe₃O₄@PrGO氣凝膠的互連網絡。
 

Figure 3. （a）Fe₃O₄@PrGO和（b）Fe₃O₄NP的循環伏安圖（CV）；（c）Fe₃O₄@PrGO和（d）Fe₃O₄ NP電極在第1，第2，第3，第15和第100次循環時的恒電流充放電曲線，以及（e）Fe₃O₄ NP和Fe₃O₄@PrGO的循環曲線
 

Figure 4. （a）Fe₃O₄@PrGO電極在1 A g^-1下的循環性能；在（b）階段I，（c）階段II和（d）階段III的選定循環中，電極的電容電壓曲線。
 
        相關研究成果于2021年由薩班哲大學Alp Yurum課題組，發表在Carbon（https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.12.049）上。原文：High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe₃O₄ particles with superior performance as a Li-ion battery anode。

轉自《石墨烯雜志》公眾號