| 氮掺杂三维石墨烯-碳纳米管网络高效储锂 |
| Nitrogen-doped 3D graphene-carbon nanotube network for efficient lithium storage |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 谢杰 | 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164
盐城工学院化学化工学院, 江苏省新型重点环保实验室, 盐城 224051 | | | 徐洪楠 | 盐城工学院化学化工学院, 江苏省新型重点环保实验室, 盐城 224051 | | | 廖建峰 | 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164
盐城工学院化学化工学院, 江苏省新型重点环保实验室, 盐城 224051 | | | 陈若愚 | 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164
常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164 | chry@cczu.edu.cn | | 孙林 | 常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164
常州大学材料科学与工程学院, 常州 213164
盐城工学院化学化工学院, 江苏省新型重点环保实验室, 盐城 224051
南京大学化学化工学院, 教育部介观化学重点实验室, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023 | sunlin@nju.edu.cn | | 金钟 | 南京大学化学化工学院, 教育部介观化学重点实验室, 配位化学国家重点实验室, 南京 210023 | |
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| 摘要: 以壳聚糖和三聚氰胺分别作为碳源和氮源，同时引入多壁碳纳米管，结合冷冻干燥技术，成功制备了三维氮掺杂石墨烯-多壁碳纳米管(CS-GO-NCNT)交联网络材料。该材料兼具一维/二维杂化碳材料的优势，一维碳纳米管能够为材料提供良好的刚性和快速的电子传输路径，二维石墨烯片能够实现快速的离子迁移，此外，引入的氮杂原子能够进一步提供储锂活性位点。将CS-GO-NCNT作为锂离子电池负极材料，能够实现超过500 mAh·g-1的可逆容量，远超商用石墨负极，此外，在1 A·g-1的大电流密度下循环300次后依然有高达268 mAh·g-1的可逆容量。 |
| 关键词: 石墨烯 碳纳米管 杂化材料 负极 锂离子电池 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.52202309)、江苏高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师人才项目、配位化学国家重点实验室开放课题项目(No.SKLCC2308)和江苏省碳达峰碳中和科技创新专项(No.BK20220008)资助。 |
| Abstract: A 3D nitrogen-doped graphene/multi-walled carbon nanotube (CS-GO-NCNT) crosslinked network material was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources, concomitant with the incorporation of multi-wall carbon nanotubes and employing freeze drying technology. The material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials, wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited electron transport pathways, while 2D graphene sheets facilitate rapid ion migration. Furthermore, the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium storage. When served as an anode material for lithium-ion batteries, the CS-GO-NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g-1, markedly outperforming commercial graphite anodes. Even after 300 cycles at a high current density of 1 A·g-1, it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g-1. |
| Keywords: graphene carbon nanotube hybrid material anode lithium-ion battery |
| 投稿时间：2024-06-06 修订日期：2024-08-28 |
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| 谢杰,徐洪楠,廖建峰,陈若愚,孙林,金钟.氮掺杂三维石墨烯-碳纳米管网络高效储锂[J].无机化学学报,2024,40(10):1840-1849. |
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