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【电纺进展】用于高可逆性锂电池电极的石墨包覆静电纺丝碳纳米纤维与WS2形成的柔性层状膜材料

 
发布日期:2016-09-09     来源:永康乐业
 

文献题目:Flexible hierarchical membranes of WS2 nanosheets grown on graphene-wrapped electrospun carbon nanofibers as advanced anodes for highly reversible lithium storage.

作者:Longsheng Zhang, Wei Fan and Tianxi Liu

刊物名称:Nanoscale

Abstract

It is still very challenging to achieve effective combination of carbon nanofibers and graphene sheets. Here, a novel and facile method is developed to prepare flexible graphene/carbon nanofiber (GCNF) membranes with every carbon nanofibers wrapped by conductive graphene sheets, resulting in remarkable improvement of their electrical conductivity. This method only entails a moderate process of soaking the pre-oxidized electrospun PAN (oPAN) nanofiber membranes in graphene oxide (GO) aqueous dispersion, and subsequent carbonization of the GO/oPAN hybrid membranes. By using the highly conductive GCNF membrane as template, hierarchical WS2/GCNF hybrid membranes with few-layer WS2 nanosheets uniformly grown on GCNF nanofibers are fabricated as high-performance anodes for lithium ion batteries. Benefiting from the synergistic effects of GCNF nanofibers and WS2 nanosheets, the resulting WS2/GCNF hybrid membranes possess porous structure, large specific surface area, high electrical conductivity and good structural integrity, which are favorable for the rapid diffusion of lithium ions, fast transfer of electrons and overall electrochemical stability. As a result, the optimized WS2/GCNF hybrid membrane exhibits high initial charge capacity of 1128.2 mA h g-1 at a current density of 0.1 A g-1 and outstanding cycling stability with 95% capacity retention after 100 cycles.

上线时间:2016

评论:刘天西课题组采用了一种新的方法制备了弹性石墨/碳纳米纤维(GCNF):其中涉及到预氧化电纺PAN(oPAN)浸没在氧化石墨(GO)水相悬浊液中,形成GO/oPAN混合膜,最终制得GCNF。高导电性的的GCNF可用作模板,让WS2在其上均匀生长,形成高性能的锂离子电极。得益于GCNF和WS2的协同作用,所得膜材料孔隙度大,有极大的比表面积,高的电导性,还有良好的结构完善性,对于锂离子的快速扩散和电子的快速转移十分有利。优化后的WS2/GCNF杂化膜在0.1A/g的电流密度下下是出了1128.2mAh/g的电容量,并在100次循环之后能保持95%的性能。

 

作者简介:刘天西,男,复旦大学高分子科学系教授,博士生导师。1992年毕业于河南大学化学化工学院,获得化学学士学位。之后在中科院长春应化所攻读高分子化学与物理专业,于1998年获得博士学位。随后又先后在在德国多特蒙德大学,新加坡国立大学进行科研工作。于2004年回国,在复旦大学担任教授,博士生导师至今。其主要研究方向有:高分子纳米复合材料;有机-无机纳米杂化材料;通用高分子材料的改性及高性能化、多功能化、低成本化;高分子材料制备/加工-结构/形态-性能和应用;光电功能高分子材料;高性能工程塑料;高分子凝聚态物理等。

 
 
 

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