双层石墨烯中的超快锂扩散
介观与纳米尺度物理
2017-09-11 v1 材料科学
化学物理
摘要
具有显著离子和电子传导性的固体混合导体在电池电极所需的质量传输和存储中起着关键作用。同时在室温下具有高空导和离子电导率的单相材料很难获得，因此转而提出了具有分离离子和电子通道的多相系统。在此，我们探索双层石墨烯作为一种真正的单相混合导体，并展示了超快锂扩散，其扩散速度超过体相石墨一个数量级，甚至超过氯化钠在液态水中的扩散。为此，开发了一种创新的电化学池架构，其中迫使锂插层的氧化还原反应仅局域在器件的一个突起处。其其余部分由未受电解质扰动的原始双层石墨烯组成。该几何结构适用于使用源自介观低维物理的磁输运机制。跨空间位移霍尔探针的随时间变化的霍尔测量提供了对平面内扩散动力学的直接观察。具有周边电化学池的器件布局可转移到其他二维材料以及薄膜，并可能促进片上实验中电解质使用方式的范式转变。
引用
@article{arxiv.1701.02399,
title = {Ultrafast lithium diffusion in bilayer graphene},
author = {M. Kühne and F. Paolucci and J. Popovic and P. M. Ostrovsky and J. Maier and J. H. Smet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.02399},
year = {2017}
}
备注
main text 18 pages including 5 figures; supplementary information 7 pages including 4 figures