北京服装学院《‌NT》柔性NiTe2/多孔石墨烯薄膜，用于锂离子电池

1成果简介

本文，北京服装学院Rui Wang、Xiaoting Zhang等在《Nanotechnology 》期刊发表名为“Flexible electrode of NiTe2/porous graphene film as binder-free anode for lithium-ion batteries”的论文，研究通过真空过滤、退火和碲化处理的连续工艺，在多孔石墨烯薄膜上制备了NiTe2纳米晶（NiTe2@PG）。该结构中，NiTe2纳米晶通过NiTe2纳米颗粒的限域生长形成。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射对NiTe2@PG复合材料的形貌与结构进行了表征，同时利用X射线光电子能谱和拉曼光谱探究了NiTe2与石墨烯之间的界面相互作用。作为锂离子电池负极材料评估时，NiTe2@PG电极在100 mA g−1的电流密度下展现出875.7 mAh g−1的初始可逆容量。

此外，该电极展现出卓越的长期循环性能，在2 A g−1和5 A g−1高电流密度下经10 000次循环后，仍分别保持243.5 mAh g−1和135 mAh g−1的比容量。其优异电化学性能归因于NiTe2@PG的独特结构及石墨烯/NiTe2界面形成的强健共价键。多孔石墨烯支架不仅作为NiTe₂纳米晶生长的导电基底，还促进了电子传输。其多孔网络同时缩短了锂离子扩散路径并增强了电解质渗透性。此外，石墨烯与NiTe₂形成的C–Te–Ni共价键在循环过程中对维持电极结构完整性起到了关键作用。

2图文导读

图1.Schematic diagram of the forming process of NiTe2@PG.

图2.SEM images of (a) Ni@PG, (b) NiTe2@PG1, (c) NiTe2@PG2 and (d) NiTe2@PG, (f) HRTEM and (e) STEM images of NiTe2@PG and corresponding elemental mapping of (g) C, (h) O, (i) Ni, and (j) Te.

图3.XRD patterns of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG.

图4.XPS spectra of (a1) NiTe2@PG, (a2) NiTe2@PG2 and (a3) NiTe2@PG1 and their (b1)–(b3) C 1s and (c1)–(c3) Te 3d spectra.

图5.Raman spectra of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG.

图6.Initial two discharge − charge curves of (a) NiTe2@PG1, (b) NiTe2@PG2, and (c) NiTe2@PG at 100 mAg−1; (d) the cycle performance of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG at 100 mAg−1; (e) the rate capability of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG; (f) AC impedance spectra of NiTe2@PG1, NiTe2@PG2, and NiTe2@PG and the corresponding Randles equivalent circuit; (g) the cycle performance of NiTe2@PG at 1, 2, and 5 A g−1.

3小结

综上所述，通过在多孔石墨烯上原位生长NiTe₂纳米晶，成功制备了NiTe₂@PG复合材料。在此结构中，多孔石墨烯不仅作为NiTe₂成核与生长的支撑基底，还显著提升了电极的整体电导率。此外，其多孔结构促进了电解质渗透性。值得注意的是，石墨烯/NiTe₂界面形成了C–Te–Ni共价键，且随碲化时间延长其浓度呈渐进式增长。该界面共价键的存在对稳定复合结构、促进电荷转移起到了关键作用，使NiTe₂@PG能够作为锂离子电池的卓越阳极材料，具有高比容量、优异倍率性能及长期循环稳定性等显著特性。

文献：DOI10.1088/1361-6528/ae490c

来源：材料分析与应用