Enhanced lithium storage performance guided by intricate-cavity hollow cobalt phosphide
Enhanced lithium storage performance guided by intricate-cavity hollow cobalt phosphide
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由复杂空腔空心磷化钴引导增强的锂存储性能
DOI：
10.1016/j.apsusc.2021.150395
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发表时间：
2021-06
影响因子：
6.7
通讯作者：
Rui Cao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fanfan Shang;Wei Yu;Ranting Shi;Shanhong Wan;Hang Zhang;Bin Wang;Rui Cao
在反复的锂化/脱锂过程中，金属基负极材料由于体积膨胀而导致粉化和聚集，导致锂离子电池（LIB）的储锂性能较差。在此，复杂空腔空心磷化钴（S-CoP）由一维（1D）空心纳米棒编织并进一步自组装编织的二维（2D）子结构制成，被用作阳极材料以适应高性能锂存储。自组装的分层维度结构与纳米棒复杂的空隙结构一起构建了高度可及的表面，有利于电解质润湿、扩散距离减小，从而在锂存储过程中实现快速动力学。同时，发达的孔隙体积提供了灵活的空间，以缓解巨大的体积变化，从而延长锂离子电池的使用寿命。因此，基于所设计的 CoP 的 LIB 具有良好的倍率行为和稳定的可逆循环性能。这项工作为锂离子电池先进阳极材料的设计和构建提供了新的见解，有望对其他高性能能源系统有所启发。
The pulverization and aggregation of metal-based anode materials caused by considerable volume expansion during repeated lithiation/de-lithiation lead to poor lithium storage performance for lithium-ion batteries (LIBs). Herein, intricate-cavity hollow cobalt phosphide (S-CoP), which is fabricated by the weave of one-dimension (1D) hollow nanorods and further self-assemble of the weaved two-dimension (2D) substructures, is exploited as anode material to accommodate high-performance lithium storage. The self-assembled hierarchical-dimensional architecture, together with the intricate void structure of the nanorods, construct highly accessible surfaces which facilitate electrolyte wetting, diffusion distance decreasing, and thus rapid kinetics during lithium storage. Meanwhile, the developed pore volumes gifts flexible space to alleviate the huge volume change, delivering longer service life for LIBs. As a result, the LIBs based on the designed CoP afford a favorable rate behavior and stable reversible cycling performance. This work provides fresh insights in the design and construction of advanced anode materials for LIBs, which is hopeful to be also enlightening for other high-performance energy systems.
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