填充碳纳米管作为锂离子电池负极材料
应用物理
2020-03-04 v1 材料科学
摘要
将成熟材料尺寸缩小至纳米尺度是获得新颖功能的关键途径，特别是当不同功能在杂化纳米材料中融合时。基于碳的层级杂化纳米结构尤其有望用于电化学储能，因为它们结合了纳米尺寸效应、增强的电导率与块体材料的完整性等优势。我们表明，封装高容量（此处为转换与合金化）电极材料的内腔多壁碳纳米管（CNT）在锂离子电池（LIB）负极材料中具有很高应用潜力。填充 CNT 在电化学储能应用中有两个关键特征：（1）CNT 的刚性中空腔体为其内部纳米颗粒提供了上限，这些颗粒既与其他 CNT 的填充物分离，又免受降解。特别地，CNT 壳层可抵抗封装物在电化学循环中的剧烈体积变化，而在传统转换与合金化材料中，这种变化阻碍了其在储能器件中的应用。（2）碳外壳确保与活性材料的电接触，因其不受封装物潜在开裂影响，并在电极复合物中形成稳定导电网络。我们的研究证实封装物具有电化学活性，并可达全部理论可逆容量。结果表明，在 CNT 内封装纳米结构可为 LIB 新型高性能纳米复合负极材料提供一条途径。
引用
@article{arxiv.2003.01379,
title = {Filled Carbon Nanotubes as Anode Materials for Lithium-Ion Batteries},
author = {Elisa Thauer and Alexander Ottmann and Philip Schneider and Lucas Möller and Lukas Deeg and Rouven Zeus and Florian Wilhelmi and Lucas Schlestein and Christoph Neef and Rasha Ghunaim and Markus Gellesch and Christian Nowka and Maik Scholz and Marcel Haft and Sabine Wurmehl and Karolina Wenelska and Ewa Mijowska and Aakanksha Kapoor and Ashna Bajpai and Silke Hampel and Rüdiger Klingeler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.01379},
year = {2020}
}
备注
Invited