对石墨烯基材料的结构调控进行改善离子插嵌、扩散性能对其应用和发展非常重要,比如在铝离子电池领域。由于AlCl4-离子的半径较大,基于石墨烯的阴极的比容量局限在≈60~148 mAh g-1,因此限制了铝离子电池的发展。有鉴于此,昆士兰大学余承忠、Xiaodan Huang,昆士兰科技大学杜爱军等报道了一种热还原穿孔TRP(thermal reductive perforation)策略,在400 ℃中能够将三层石墨烯转化为表面穿孔型石墨烯材料。在该TRP过程中,通过共聚物的热分解产生活性自由基,消耗氧同时生成石墨烯。得到的材料表现为三层,表现为面内多孔结构,层间距扩大>50 %,相对于≈3000 ℃中煅烧合成的石墨烯,这种石墨烯中的含氧量更低。当作为铝离子电池阴极,在2 A g-1电流密度中的可逆容量达到197 mAh g-1,达到理论容量的92.5 %。
参考文献
Yueqi Kong, Cheng Tang, Xiaodan Huang*, Ashok Kumar Nanjundan, Jin Zou, Aijun Du*, Chengzhong Yu*, Thermal Reductive Perforation of Graphene Cathode for High‐Performance Aluminum‐Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021, 2010569.
DOI: 10.1002/adfm.202010569
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202010569