Размеры батареи отопления биметаллические: Характеристики биметаллических радиаторов: габариты, емкость секций, теплоотдача

Биметаллические полоски могут быть полезны для изготовления термометров и термостатов или для обеспечения температурной компенсации для других устройств.

Согласно Википедии, основное изобретение биметаллических лент принадлежит часовщику 18-го века Джону Харрису (1693–1776). Две полосы из разнородных металлов механически соединяются либо заклепками, либо сплавлением вместе по своей длине, чтобы сформировать структуру, которая реагирует на изменения температуры изгибом в предпочтительном направлении.

Рисунок 1 На этой схеме показан принцип действия биметаллической ленты.

Сталь обычно имеет коэффициент теплового расширения 12 частей на миллион на градус Цельсия или 12 частей на миллион / ° C, тогда как медь имеет больший коэффициент 16.6 ppm / ° C, а латунь демонстрирует еще больший коэффициент 18,7 ppm / ° C. Когда стальная полоса комбинируется с медной или латунной полосой, комбинация реагирует на нагрев, изгибаясь в направлении меньшего коэффициента теплового расширения. При приложенном нагреве конструкция изгибается к стали.

Биметаллические полосы могут быть физически достаточно длинными по сравнению с их шириной. Свернувшись в спираль, мы видим следующую очень полезную черту.

Рисунок 2 Биметаллические полосы спиральной формы реагируют на низкие и высокие температуры.

Указатель, прикрепленный, как показано на рис. , рис. 2 , может служить для измерения температуры. Если принять меры, чтобы избежать пределов упругости пружины, получается, что термометр очень близок к линейному, как показано в следующем примере.

Рисунок 3 Термометр для мяса представляет собой пример применения.

Ага, я здесь обманул. Я убрал стрелку термометра на фотографии выше, чтобы было легче увидеть линейную шкалу температуры. Затем термометр вернулся обратно в кухонный ящик.

Возвращаясь к электронике, биметаллические полоски могут быть полезны для изготовления термометров или термостатов, регулирующих температуру, или для обеспечения температурной компенсации для других устройств, или для создания температурной сигнализации и т. Д.

Джон Данн — консультант по электронике, выпускник Бруклинского политехнического института (BSEE) и Нью-Йоркского университета (MSEE).

Статьи по теме :

Призы на сумму 1000 долларов ждут вас! Присоединяйся сейчас !

Типы термостатов — JPC France

В настоящее время это семейство термостатов, в котором количество является наиболее важным.Существует множество конфигураций, и текущая тенденция заключается в упрощении и уменьшении занимаемой площади.

1.1 БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ ФИКСИРОВАННОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

В настоящее время это семейство термостатов, в котором количество является наиболее важным. Существует множество конфигураций, и текущая тенденция заключается в упрощении и уменьшении занимаемой площади.

Биметаллические термостаты с фиксированной температурой — это устройства, температура которых фиксирована на заводе и которые не имеют доступа к заданным значениям для пользователя. В зависимости от модели они используются в качестве устройств управления или безопасности. Контакты могут быть медленными замыкающими или размыкающими или мгновенными, управляющими или сбросными, нормально разомкнутыми, нормально замкнутыми или SPDT.Возможны практически все варианты связи, описанные выше.
Эти устройства делятся на две основные группы: чувствительные к току (меньшие по размеру) и нечувствительные к току.
Наиболее распространенные диапазоны устанавливаются от 20 до 180 ° C.
Однако модели с керамическим корпусом могут изготавливаться до 450 ° C, а водонепроницаемые модели до -30 ° C.

1.2 РЕГУЛИРУЕМЫЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ

Регулируются отверткой или валом. В основном они используются в небольших приборах (фритюрницы, утюги).

Это всегда устройства управления, использующие биметаллическую ленту. Общие температурные диапазоны от 20 до 300 ° C.

Они чувствительны к току или нечувствительны в зависимости от модели.

В регуляторах энергии используются модели с биметаллическими элементами, чувствительными к току или нагреваемыми сопротивлением.

1.3 СПИРАЛЬНЫЕ БИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ТЕРМОСТАТЫ

Биметаллические спирали широко используются для производства термостатов.От этой системы сейчас отказались европейские производители, так как она требовала использования контакта с ртутной лампой или контакта с медленным размыканием. В США по-прежнему существует всего несколько производителей для приложений на 110 В.

Эти биметаллические спирали (спирального типа) до сих пор используются в некоторых термостатах для воздуховодов (называемых airstats).

2.1 КАРТРИДЖНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти устройства управления, регулируемые, с медленным разрывом, имеют очень высокую точность и минимально возможный дифференциал для механического термостата: менее 1/10 ° C.Обычно они устанавливаются диаметром 15,8 мм. скучно.

Однако из-за их медленного отключения, генерирующего радиопомехи в 230 В, их использование в Европе является незначительным, ограничиваясь использованием в некоторых лабораторных плитах. Обычный диапазон температур от 20 до 300 ° C.

2.2 КОНТАКТНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти регулируемые устройства управления с медленным разрывом имеют очень высокую точность и низкий дифференциал: менее 1 ° C.Крепятся к плоской стене, закрепляются 2 винтами.

Однако из-за их медленного отключения, генерирующего радиопомехи в 230 В, их использование в Европе незначительно, ограничено использованием в некоторых лабораторных плитах или когда требуется низкий дифференциал. Обычный диапазон температур от 20 до 250 ° C.

2.3 ТЕРМОСТАТЫ С БИМЕТАЛЛИЧЕСКИМ СТЕРЖНЕМ

В настоящее время это основное применение биметаллических систем.Биметаллический стержень приводит в действие контактную систему. Настройка может быть фиксированной или с помощью градуированной ручки. Контакты бывают управляющими, с ручным сбросом или смешанного типа.
Основные области применения:
• Бытовые водонагреватели. Они управляются с помощью отвертки, с однополюсным переключающим термостатом для контроля температуры, с измерением температуры, производимым стержнем, и двухполюсным переключением для ручного сброса, с измерением температуры, обычно выполняемым биметаллическим диском, расположенным в нижней части бак.Они защищены крышкой, установленной под водонагревателем.
• В водонагревателях и промышленных резервуарах. Затем устройства контроля температуры разделяются: одно для контроля, другое для безопасности. Они установлены в водонепроницаемых корпусах IP65.
• В гидравлических системах, где они используются для контроля температуры масла. У них есть 1,2 или 3 контакта, расположенных в шахматном порядке, для обеспечения различных уровней оповещения и безопасности.
Текущий диапазон температур составляет от -50 до 400 ° C. Однако некоторые специальные модели могут достигать 800 ° C.

3.1 РАСШИРЕНИЕ РТУТИ В СТЕКЛЯННОЙ ТРУБЕ

Это одна из первых систем термостатов, изобретенных после ртутных термометров. В стеклянную капиллярную трубку вставляется проволока. Когда ртуть касается провода, устанавливается контакт. Этот тип термометра уже давно является эталоном для точного контроля температуры. Больше нет серийных приложений

3.2 ЛАМПОЧКИ И КАПИЛЛЯРНЫЙ ТЕРМОСТАТ

Это наиболее распространенное дистанционное измерение и контроль температуры. Длина капилляра может достигать 3 метров, но со значительным смещением из-за количества жидкости внутри капилляра.
В этой серии могут изготавливаться отказобезопасные устройства.Текущие диапазоны температур от -50 ° C до 400 ° C, в исключительных случаях до 760 ° C.

3.3 ТЕРМОСТАТЫ С ЖИДКОСТНЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ

Это семейство представляет собой вариант биметаллического термостата с расширительным стержнем. Отличается большей устойчивостью к вибрации, но более длительным временем отклика. Приложения идентичны. Текущие диапазоны температур от -50 ° C до 400 ° C, в исключительных случаях до 760 ° C.

3.4-ТРУБНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти термостаты используют колбу и капиллярный механизм, термостат, но с очень коротким капилляром и колбу под корпусом на пластине, образованной радиусом трубы. В корпусе есть система фиксации пластины на трубе.
Обычные настройки этих устройств управления находятся в диапазоне от 0 до 120 ° C.

3.5 КОМНАТНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

В этих термостатах используется колба и капиллярный механизм, но с очень коротким капилляром и колбой, расположенной сбоку или сзади корпуса.Эта система особенно полезна для профессионального и промышленного оборудования.

Текущие диапазоны температурного диапазона от -40 ° C до 120 ° C.

4.1 ЛАМПОЧНЫЙ И КАПИЛЯРНЫЙ КОМНАТНЫЙ ТЕРМОСТАТ

Эти устройства для измерения давления пара в основном используются в термостатах электрических конвекторов из-за их низкого давления.

дифференциал и низкая тепловая инерция. Текущий диапазон температур: от 4 до 40 ° C.

4.2 ТЕРМОСТАТ КОМНАТНЫЙ «WAFER»

В настоящее время он является производным от термостатов инкубаторов, используемых в инкубаторах для птицы более 50 лет. Чувствительной частью является капсула барометрического типа (называемая «капсула де Види»), заполненная жидкостью с низкой температурой кипения. Они широко используются в бытовых комнатных термостатах.Текущая страница: от 4 до 40 ° C.

4.3 КАПИЛЛЯРНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Эти термостаты используются для регулирования температуры холодильных систем. Низкая тепловая инерция капиллярной системы и возможность получения значительного перепада является главной особенностью этих устройств для измерения давления пара.

4.4. ЛАМПОЧНЫЕ И КАПИЛЛЯРНЫЕ ТЕРМОСТАТЫ

Они в основном используются в промышленности, потому что давление пара может быть достигнуто довольно легко регулируемыми дифференциальными устройствами.

4.5 ТЕРМОСТАТЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ВОЗДУХА

В этих устройствах использовалась система нагрева в виде нити в стеклянной колбе, частично заполненной воздухом и содержащей ртуть. Толкаемая расширяющимся воздухом, ртуть прошла через трубку в отсек, содержащий электрод, с которым она установила электрический контакт.Эта система в сочетании с контактом биметаллического термостата с медленным размыканием позволяет избежать срабатывания контакта и обеспечивает очень низкий дифференциал и высокие электрические характеристики. Эта система, очень точная, очень надежная, полностью исчезла.

4.6 ТЕРМОМЕТРЫ

Термометры расширения газа используются в промышленности, они имеют низкую тепловую инерцию и могут использоваться при высоких температурах.

5.1 «КАЛОРСТАТС»

Они используют расширение температуры плавления парафина. Их мало используют в системах, управляющих электрическим контактом, но они широко используются для обеспечения механических перемещений (термостаты двигателей автомобилей, термостаты радиаторов, дверные замки, управление клапанами). Эта система может приводить в действие электрический контакт или управлять клапаном для управления потоком воды при изменении температуры.
Диапазон тока от 30 до 150 ° C.

5.2 ТЕРМИЧЕСКИХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Это основная система, используемая в термовыключателе. В настоящее время в мире производятся миллионы таких устройств. Это высоконадежная система, работа которой безопасна. Электрические контакты обрезаются либо плавлением проводника (номинальный ток обычно ограничен до 4 А), либо плавлением гранулы, освобождающей пружинный контакт (номинальный ток до 25 А).
Диапазон тока от 60 до 300 ° C.
Плавильная часть изготовлена ​​из металла или пластика.
Эта система, известная как TCO (тепловое отключение), представляет собой высшую систему безопасности.Стоит недорого.
Вариант этих систем также используется в неэлектрических устройствах для разблокировки механизма, в частности, в устройствах обнаружения пожара. [/ Vc_column_text]

5.3 ТЕРМОСТАТЫ КОТЛА

Наиболее распространенным термостатом этого типа является отказоустойчивый капиллярный ограничитель с ручным сбросом.
Эта система измеряет кипение жидкости, содержащейся в капилляре или колбе на конце капилляра.Для срабатывания контакта требуется измерение температуры на капилляре +/- 300 мм. По этой причине у моделей часто капилляр на конце закручен, и его размеры аналогичны размерам лампы. Эти устройства всегда имеют фиксированную температуру, большую часть времени откалиброваны в диапазоне от 50 до 170 ° C, а длина капилляра ограничена до + / -900 мм для передачи избыточного давления из-за причин кипения или разрежения из-за разрыва. капилляра

границ | Последние достижения в области биметаллических сульфидных анодов для ионно-натриевых батарей

Введение

В последние годы ископаемое топливо чрезмерно эксплуатировалось в качестве основного источника энергии для промышленности и повседневной жизни людей во всем мире.В то же время риски нехватки ресурсов и загрязнения окружающей среды из-за сжигания ископаемого топлива привели к развитию исследований и применению возобновляемых источников энергии. В начале 1990-х LIB стали важным источником питания в различных электронных устройствах с момента их первой коммерциализации Sony. С ростом спроса на чистую энергию LIB стала одной из самых незаменимых технологий хранения энергии (Maleki Kheimeh Sari and Li, 2019; Su et al., 2020). Однако ограниченные ресурсы лития и высокая стоимость Li препятствовали крупномасштабному применению LIB. Поэтому очень важно изучить нового кандидата в качестве альтернативы этому типу батарей (Che et al., 2017; Hwang et al., 2017; Kang et al., 2017; Ortiz-Vitoriano et al. , 2017; Xiao et al., 2017; Fan, Li, 2018).

В последние годы SIB привлекли большое внимание из-за сходства между Na и Li с точки зрения химических / электрохимических свойств.Кроме того, натрий является четвертым по распространенности металлическим элементом после алюминия, железа и кальция, который равномерно распределен в земной коре (Yu and Chen, 2020). Кроме того, из-за обильных и дешевых ресурсов Na, SIB считались одними из наиболее многообещающих кандидатов для крупномасштабных систем хранения возобновляемой энергии для хранения электроэнергии от солнца, ветра и волн (Palomares et al., 2012; Kim et al. ., 2015; Kundu et al., 2015; Fan et al., 2016). Однако между этими двумя элементами все еще есть много различий.Как показано в таблице 1, натрий имеет больший ионный радиус (1,02 Å), чем у Li (0,76 Å), который тяжелее атома, а также более высокий стандартный электродный потенциал (Slater et al., 2013; Chen J. et al. al., 2017; Meng, 2017; Xiao et al., 2017; Fang Y. et al., 2018; Wang et al., 2018). Хотя SIB уступают LIB с точки зрения плотности энергии и скорости заряда-разряда, Li и Na составляют лишь часть всего электрода, а емкость в значительной степени зависит от характеристик активных материалов.Таким образом, исследование анодов с исключительными свойствами для усовершенствованных SIB является ключевым моментом в разработке этой технологии, которая действительно сопряжена со многими проблемами (Li and Wang, 2012; Cao et al., 2017; Lin et al., 2018; Xiong et al. , 2018). В общем, хорошо спроектированные наноструктурные материалы могут сократить пути диффузии ионов и электронов, а также уменьшить механическое напряжение, вызванное большим объемным расширением. Кроме того, по сравнению с материалами анода на основе углерода (например, пористым углеродом, углеродными нановолокнами, легированными азотом) (Lai et al., 2012; Kong et al., 2014; Xiao et al., 2014, 2017), металлические составные материалы обладают более высокой теоретической удельной емкостью из-за их превосходного механизма электрохимического преобразования (Yang et al., 2015; Yu et al., 2015; Chen Y. et al., 2016; Wu et al., 2016; Yu XY. Et al., 2016; Wen et al., 2017). Например, многие однослойные оксиды переходных металлов (MOs-NiO ₂ , FeO ₂ , TiO ₂ , MnO ₂ и т. Д. Xia et al., 2014; Yu DJ et al., 2016) были широко изучены в качестве материалов для хранения Na.NiO ₂ показал обратимую емкость около 123 мАч g ^-1 с небольшой поляризацией. Однослойный FeO ₂ показал самую большую обратимую емкость (до 80 мАч г ⁻¹ ) при высоком напряжении отсечки 3,5 В. При использовании в качестве электродного материала в SIB TiO ₂ также показал отличные сохранение емкости (снижение емкости на 25% за 1200 циклов). Действительно, MnO ₂ был синтезирован простой окислительно-восстановительной реакцией и методом гидротермальной обработки, и была получена большая разрядная емкость 219 мАч г ^-1 .Jiang et al. разработали тонкую пленку Fe ₂ O ₃ в качестве анода для SIB с постоянной емкостью 380 мАч g ^-1 после 200 циклов. Однако оксиды металлов (МО) имеют ряд недостатков, связанных с их низкой электропроводностью и электрохимической активностью (Du et al., 2015; Zhu et al., 2015; Yu and David Lou, 2018).

Таблица 1 . Сравнение Ли и На.

Среди различных анодных материалов, описанных для SIB, сульфиды металлов (MS) привлекли большое внимание из-за их обратимости окислительно-восстановительных реакций, превосходной емкости и более высокой проводимости по сравнению с MO.Связь МС в МС более слабая, чем связь гомологичных МО в МО из-за разной электроотрицательности S и O, что способствует химическим реакциям во время заряда-разряда (Li et al., 2015; Yu XY. Et al., 2016; Zheng et al. ., 2017). Например, нанолисты MoS ₂ в качестве анодного материала в SIB показали хорошую зарядно-разрядную емкость 386 мАч g ^-1 . Однако МС страдают от серьезных проблем, таких как увеличение объема во время процесса введения / экстракции Na ⁺ , медленная кинетика диффузии Na ⁺ и плохая электропроводность, что может привести к некоторым дефектам, сопровождающимся потерей емкости, малым сроком службы и т.д. и неприемлемые показатели скорости.Известно, что многие исследования улучшают электрохимические характеристики этих анодных материалов за счет разумной конструкции конструкции (Zhou Q. et al., 2016; Hwang et al., 2017).

Наряду с МС, BMS также стали горячей темой, поскольку анодные материалы SIB с точки зрения их высокой электронной проводимости, хорошей электрохимической активности и сильной электрохимической управляемости (Li et al., 2013; Youn et al., 2016; Li Y. et al. ., 2017; Tang et al., 2017). Пока что BMS с разной морфологией и структурой (например,g., нанолисты, нанопластинки, нанотрубки, полые сферы типа шарик в шарике, наночастицы и структуры, похожие на ежей) были описаны как высокоэффективные аноды в LIB (Chen T. et al., 2016; Li et al., 2016 ; Ma et al., 2016). К настоящему времени существует ряд замечательных работ по применению BMS в качестве анодных материалов в LIB. Синергетический эффект между BMS с более высокой теоретической емкостью и оптимизированной наноструктурой может более эффективно поддерживать механическую стабильность по сравнению с MO и MS (Lai et al., 2012; Kong et al., 2014; Чен Ю. и др., 2016; Wu et al., 2016). Одним из примеров является композит 0D / 1D C @ FeCo-S NDS / CNR, полученный гидротермальным методом (Gao et al., 2017), или порошки Fe-Ni-S со структурой желток-оболочка и (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNT / композит rGO со сверхвысокой длительной циклической стабильностью и выдающимися характеристиками скорости в качестве анода для SIB. Причина может быть связана с их меньшим изменением объема и более высокой начальной кулоновской эффективностью (ICE), что приводит к низкой необратимой емкости (Kim and Kang, 2017).Ли и его коллеги подготовили NiCo ₂ S ₄ с углеродом, легированным азотом, который служил анодным материалом для SIB, используя восходящую стратегию и, регулируя оптимальную область напряжения, выдающую емкость 570 мАч г ^-1 за 200 циклов при 0,2 A g было получено ⁻¹ (Li S. et al., 2019).

Более того, BMS обладают более высокой электронной проводимостью и более многочисленными окислительно-восстановительными реакциями, чем одиночные MS, что может значительно улучшить электрохимические характеристики.Однако существует лишь несколько обзоров, посвященных анодам на основе BMS для SIB (Yan et al., 2014; Fan et al., 2016; Chang et al., 2017). В этом обзоре систематически обсуждаются последние достижения анода BMS в SIB, различные стратегии синтеза и их механизмы накопления натрия, а также их ограничения. В конце представлены существующие проблемы и возможности для разработки высокоэффективных анодов BMS для SIB.

Механизм хранения натрия

Благодаря высокой теоретической удельной емкости и низкой стоимости BMS были подходящим классом анодных материалов как для LIB, так и для SIB (Duan et al., 2019). При использовании в SIB, BMS могут резервировать Na ⁺ через специальный механизм. В некоторых случаях процесс интеркаляции / деинтеркаляции или реакция удаления сплава происходит в процессе заряда-разряда, который зависит от BMS (Li Z. et al., 2017; Yan et al., 2017).

Как правило, в первом процессе разряда BMS (например, NiCo ₂ S ₄ (Zhang et al., 2018), CuCo ₂ S ₄ (Gong et al., 2018; Li Q. et al., 2018) др., 2019), Ti _0.25 Sn _0,75 S ₂ (Huang et al., 2018) и ZnSnS ₃ Jia et al., 2018; Liu et al., 2019), Na ⁺ интеркалируется в BMS, после чего происходит обратимая реакция превращения (Li S. et al., 2019). Принцип корреляционной реакции аналогичен принципу LIB. Тем не менее, есть некоторые различия в процессе реакции между SIB и LIB (Stephenson et al., 2014; Zhang et al., 2014). Первый процесс восстановления приписывается интеркаляции Na ⁺ в BMS без какого-либо фазового превращения, уравнение (1).В том же цикле происходят реакции превращения, как показано в уравнениях (2) и (3), которые обеспечивают впечатляющую способность вызывать структурную нестабильность (Jin et al., 2015; Song et al., 2017; Li S. et al. , 2019).

В качестве другого типа механизма накопления Na, ZnSnS ₃ используется в качестве анода для SIB, Na ⁺ внедряется в слоистую структуру в начальном процессе содирования.В течение всего электрохимического процесса происходит комбинированный механизм преобразования и механизм удаления сплава. Соответствующую реакцию можно изобразить следующим образом (например, ZnSnS ₃ ): (Fu et al., 2015; Qin et al., 2016b; Dong et al., 2017; Deng et al., 2018; Zhang Y. et al. др., 2019).

Важно отметить, что во время электрохимического процесса электродов BMS (M = Zn, Co) обязательно должны происходить реакции превращения, и можно предположить следующие уравнения реакций, NiCo ₂ S ₄ можно использовать в качестве примера, в то время как Na _x MS _y является промежуточным продуктом реакции интеркаляции:

Синтез БМС с наноструктурами

Сольвотермальные методы

Являясь недорогим и экологически безопасным методом синтеза, сольвотермическая реакция эффективна для синтеза различных наноматериалов с несопоставимой морфологией, полными кристаллическими частицами, небольшими размерами частиц, однородным распределением, контролируемой стехиометрией и высокой кристалличностью.Благодаря указанным выше достоинствам сольвотермический метод получил широкое распространение при синтезе новых структур и материалов. В последние десятилетия этот метод часто использовался для получения материалов на основе оксидов и серы с идеальной структурой и контролируемым размером для SIB. В последние годы успешно синтезированы БМС различной морфологии сольвотермическим методом. Например, NiCo ₂ S ₄ наноточки с углеродом, легированным N (NiCo ₂ S ₄ @NC) (Li S.et al., 2019), NiCo ₂ S ₄ полая призма, обернутая восстановленным оксидом графена (RGO) (Zhang et al., 2018), N / S-rGO @ ZnSnS ₃ аморфный ZnSnS ₃ @ rGO (Liu et al., 2019), ((Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNTs / rGO) (Lv et al., 2018), (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ / NC) наночастиц (Cao et al., 2019), CuCo ₂ S ₄ / rGO наночастиц (Li Q. et al., 2019) и т. Д.Эти наноструктурированные материалы, синтезированные с помощью сольвотермического метода, обладают высокой управляемостью, отличными электрохимическими характеристиками, быстрыми ионами и путями переноса электронов, а также выдающимися скоростными характеристиками (Zhao and Manthiram, 2015; Liu et al., 2017; Jia et al., 2018; Chen et al. ., 2019).

Новый тип иерархического сплава NiCo, обернутого rGO ₂ S ₄ , был синтезирован группой Инь путем кипячения с обратным холодильником и сольвотермических реакций. Как показано на рисунках 1A – C, изображения SEM показывают, что нанопризмы NiCo ₂ S ₄ с однородным размером плотно поглощаются отрицательно заряженными нанолистами оксида графена из-за электростатических взаимодействий между ними (Zhang et al., 2018). (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNT / наночастицы rGO были также получены путем плотного роста in-situ на rGO, как показано на рисунке 1D (Lv et al., 2018). Chen et al. синтезировал фонарную архитектуру Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ с композитом MWCNTs с помощью гидротермального метода (рис. 1E) (Huang et al., 2018). В частности, уникальная архитектура с большим количеством пор и большой площадью поверхности может не только сократить путь прохождения Na ⁺ , но и зарезервировать большое пространство для увеличения объема.Группа Лю впервые разработала полые наномикрокубы из ZnSnS ₃ с инкапсулированным N / S двойным легированием rGO (подаренным как N / S-rGO @ ZnSnS ₃ ). В процессе приготовления прекурсор ZnSn (OH) ₆ кубиков был успешно синтезирован с помощью простого метода соосаждения. После этого прекурсор был смешан с Na ₂ S, тиомочевиной и дисперсией GO, и, наконец, материал N / S-rGO @ ZnSnS ₃ был получен посредством типичной гидротермальной реакции (Рисунок 1F) (Liu et al., 2019). Все вышеупомянутые эксперименты проводились по двухэтапному методу. Тем не менее, недавно нанокомпозиты CuCo ₂ S ₄ / rGO были получены группой Чжао с помощью одностадийного сольвотермического метода, как схематически показано на рисунке 1G (Gong et al., 2018). Ян и др. также синтезировал анодный материал SIB без связующих с иерархической гибридной наноструктурой, которая состояла из массивов нанолистов NiMo ₃ S ₄ , выращенных на гибких углеродных тканях (обозначенных как NiMo ₃ S ₄ / CTs) в один этап. гидротермальный метод и последующий процесс после отжига (рис. 1H) (Kong et al., 2018).

Рис. 1. (A – C) СЭМ изображения предшественника NiCo, NiCo ₂ S ₄ и rGO-NiCo ₂ S ₄ , соответственно. Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2018) Авторское право 2018, Королевское химическое общество. (D) Схематическое изображение получения (Ni _0,3 Co _0,7 ) ₉ S ₈ / N-CNTs / rGO. Воспроизведено с разрешения Lv et al. (2018) Авторское право 2018, Королевское химическое общество. (E) СЭМ-изображения фонарных частиц Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ микрочастиц. Воспроизведено с разрешения Huang et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier. (F) Схематическое изображение процесса получения ZnSnS ₃ и N / S-rGO @ ZnSnS ₃ . Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2019) Авторские права 2019, Elsevier. (G) Схематическое изображение образования CuCo ₂ S ₄ / rGO.Воспроизведено с разрешения Gong et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier. (H) Схематическое изображение для синтеза трехмерных иерархических NiMo ₃ S ₄ массивов нанолистов на гибких углеродных тканях. Воспроизведено с разрешения Kong et al. (2018) Авторские права 2018, Elsevier.

Кроме того, нанолисты VMo ₂ S ₄ -rGO (Zhang K. et al., 2019), наночастицы ZnSnS ₃ @rGO (Jia et al., 2018), Cu ₂ MoS ₄ наночастицы (Чен и др., 2019), CuCo ₂ S ₄ субмикросферы (Li Q. et al., 2019) и CoSnS _x @NC нанобоксы (Liu et al., 2017) были успешно получены с использованием аналогичного подхода. .

Пиролиз распылением

Пиролиз распылением — популярный метод получения BMS с малым размером частиц и хорошей дисперсией. Действительно, пиролиз распылением — это метод обработки, который рассматривается во многих исследованиях для получения тонких и толстых пленок, керамических покрытий и порошков. Он предлагает чрезвычайно простой подход для приготовления образцов любого состава.По сравнению с другими методами осаждения, пиролиз распылением представляет собой очень простой и относительно недорогой способ обработки.

Например, полая сфера Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO с пластинчатыми нанокристаллами никель-кобальтового сульфида (Ni ₃ Co ₆ S ₈ ), равномерно распределенными на смятом Структура rGO (рис. 2A) путем пиролиза распылением была приготовлена ​​в качестве анода для SIB. Небольшие пластинчатые нанокристаллы Ni ₃ Co ₆ S ₈ были встроены в rGO, в результате чего образовался трехмерный полый взаимосвязанный нанокомпозит (рис. 2B) (Choi and Kang, 2015a).Кроме того, порошок твердого раствора со структурой желток (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ был приготовлен той же группой посредством процесса пиролиза распылением в одной емкости в качестве анода для SIB. В результате были достигнуты отличные электрохимические характеристики. Схематические диаграммы процесса подготовки показаны на рисунках 2C, D (Kim and Kang, 2017).

Рис. 2. (A) Схематическое изображение механизма образования порошка Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO. (B) ПЭМ-изображение композитного порошка Ni ₃ Co ₆ S ₈ -rGO. Воспроизведено с разрешения Choi and Kang (2015a) Copyright 2015. Королевское химическое общество. (C) Схематические диаграммы для получения безуглеродистых порошков Fe – Ni – O (D) процессом сульфидирования. Воспроизведено с разрешения (Kim and Kang, 2017) Copyright 2017, Tsinghua University Press. (E) Схематическое изображение синтеза (SnCo) S ₂ / SG.Воспроизведено с разрешения Yang et al. (2019) Авторские права 2019. Wiley-VCH.

Основным преимуществом этого метода является то, что материалы электродов BMS могут быть синтезированы только в одну стадию и без каких-либо дополнительных обработок.

Метод соосаждения

Метод соосаждения использовался в последние годы для получения гомодисперсных наноструктурных материалов BMS в SIB. Доказано, что этот метод обладает выдающимися достоинствами, такими как легкое получение наноматериалов с высокой фазовой чистотой и получение нанопорошков с контролируемым размером частиц и однородным распределением.

Используя метод соосаждения, Yang et al. сообщили о разновидности нанокубов (SnCo) S ₂ / rGO (рис. 2E) (Yang et al., 2019). Кроме того, Оу и его коллеги синтезировали нанобоксы MnSn (OH) ₆ сначала посредством прямого процесса соосаждения, затем SnS ₂ / Mn ₂ SnS _{4 нанобокса} / C (SMS / C) были приготовлено влажно-химическим методом для лица. В качестве анодного материала для SIB электрод SMS / C может иметь высокий ICE 90.8%, отличные показатели скорости (488,7 мАч, ^-1, , 10 А, ^-1, ) и стабильность при длительном цикле (522,5 мАч, ^-1, , 5 А, г, ^-1, , сохраняются после 500 циклов) ( Ou et al., 2019).

Благодаря своим преимуществам, простоте эксплуатации, низкой стоимости и меньшему времени синтеза, метод соосаждения широко используется для получения BMS в качестве анодных материалов для SIB.

Другие методы

В дополнение к упомянутым выше методам синтеза, все большее количество высокоэффективных способов было исследовано для получения BMS с различными структурами.Например, группа Sun сообщила о губчатом композите (ZnxCo _1-x S QD @ HCP) @rGO посредством одновременного термического сульфидирования, карбонизации и восстановления. Полученные квантовые точки (QD) ZnxCo _{1 − x} S были равномерно распределены на мезопористой полоуглеродной полиэдрической (HCP) матрице и покрытии rGO с большой удельной поверхностью, обозначенном как [ZnxCo _{1 − x} S QD @ HCP] @rGO (Рисунки 3A, B) (Chen Z. et al., 2017; Hwang et al., 2017). Используя метод твердотельной реакции, Кренгель синтезировал частицы CuV ₂ S ₄ с широким распределением по размерам от 5 до 50 мкм (рис. 3C).Полученные продукты обеспечивали отличную стабильность при циклическом воздействии 580 мА · ч. ^-1 сохранялось после 500 циклов при 0,7 A g ^-1 и относительно высокий ICE 72,5% (Qin et al., 2016a; Xu et al., 2016 ; Zhou J. et al., 2016; Krengel et al., 2017).

Рис. 3. (A, B) СЭМ изображения композитов [Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP] @rGO. Воспроизведено с разрешения Chen Z. et al. (2017) Copyright 2017. Wiley-VCH. (C) СЭМ изображение CuV ₂ S ₄ .Воспроизведено с разрешения Krengel et al. (2017) Copyright 2017. Американское химическое общество.

С развитием новых методов синтеза наноматериалов с уникальной структурой в EES было применено множество BMS с высокоэффективной наноструктурой. Сравнение структурных свойств, методов синтеза и ресурса S BMS приведено в таблице 2.

Таблица 2 . Сравнение структурных свойств, методов синтеза и S-ресурса BMS.

Как уже упоминалось, наноматериалы, полученные сольвотермическим методом, характеризуются хорошей морфологией кристаллов, контролируемым нанометровым размером и высокой чистотой. Однако масштабирование производства может оказаться затруднительным. В результате струйного пиролиза получаются порошковые материалы с достоинствами небольшого нанометрового размера и однородной дисперсии, но этот многообещающий метод требует специального оборудования со сложной работой. Несмотря на некоторые преимущества, заключающиеся в простоте эксплуатации, низкой стоимости и более коротком времени реакции, метод соосаждения по-прежнему вызывает некоторые проблемы, которые необходимо решить, например, скорость реакции не поддается контролю с сервером агломерации наноматериалов.Таким образом, желаемые материалы и материалы могут быть рассмотрены путем выбора подходящих стратегий синтеза для BMS (Lai et al., 2012; Palomares et al., 2012).

Приложения в SIBS

Переходные BMS

С учетом специфического механизма реакции, большого количества активных центров и коротких путей диффузии, наноматериалы переходных БМС имеют много преимуществ как перспективные анодные материалы для СИП. Большой объем работ был посвящен разработке переходных анодов BMS в SIB.В этом разделе обсуждаются и рассматриваются переходные BMS как высокоэффективные анодные материалы SIB.

В некоторых случаях Fe – Ni – O со структурой желтка и скорлупы был разработан путем пиролиза распылением в одной емкости, как показано на рисунке 4A. При использовании в качестве анода в SIB, (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ показал емкость 527 мАч g ^-1 при 1 A g ^-1 после 100 циклов. Выдающиеся показатели скорости были также получены при емкости обратимого разряда 465 мАч g ^-1 при 5.0 A g ⁻¹ (Kim, Kang, 2017). Канг и др. исследовали FeS ₂ , легированный кобальтом, путем изменения содержания Co простым сольвотермическим методом. При первом использовании в качестве анодного материала в SIB FeS ₂ , легированный кобальтом, показал хорошие циклические и скоростные характеристики в диапазоне напряжений 0,8–2,9 В благодаря высокой скоростной способности FeS ₂ и высокой емкости. CoS ₂ . Все образцы имели сферическую форму частиц со средним диаметром около 100 нм (рисунки 4B, C).Когда содержание Co увеличилось до 0,5, Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ показал лучшие электрохимические характеристики. Как показано на рисунках 4D, E, стабильная удельная емкость 220 мАч g ^-1 была достигнута после 5000 циклов при 2 A g ^-1 (Zhang et al., 2016; Ge et al., 2017). Feng et al. использовали простой сольвотермический метод для синтеза суб микросфер CuCo ₂ S ₄ с размерами от 300 до 500 нм (рис. 4F). Уникальная структура и синергетические эффекты двойного металла CuCo ₂ S ₄ могут эффективно улучшить стабильность электродных материалов, избегая агрегации наноматериалов и сокращая пути диффузии ионов / электронов.Полученный композит CuCo ₂ S ₄ продемонстрировал отличную циклическую стабильность и высокую кулоновскую эффективность в качестве анода для SIB Рисунок 4G (Li Q. et al., 2019). Как показано на вставке к фиг. 4H, неправильный микрополиэдр CuV ₂ S ₄ был синтезирован методом твердотельной реакции. Возможность переключения CuV ₂ S ₄ , как показано на рисунке 4H, который показывает емкость 490 мАч g ⁻¹ при 0,15 A g ⁻¹ и 410 мАч g ⁻¹ при 0.7 А г ⁻¹ . Промежуточный продукт Na ₂ S матрица начинает участвовать в окислительно-восстановительном процессе, вызывая стабильное увеличение емкости до 580 мАч г ⁻¹ в течение первых 250 циклов при 0,7 A g ⁻¹ и поддерживая ее на этом уровне в течение следующие 50 циклов (Krengel et al., 2017).

Рис. 4. (A) ПЭМ-изображения (Fe _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ порошок желток – скорлупа. Воспроизведено с разрешения Kim and Kang (2017) Copyright 2017, Tsinghua University Press. (B, C) СЭМ- и ПЭМ-изображения образца Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ . (D, E) Иллюстрация состава и циклических характеристик Na / Co _0,5 Fe _0,5 S ₂ полуячейка. Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2016) Авторские права 2016, Wiley-VCH. (F) СЭМ-изображение субмикросфер CuCo ₂ S ₄ ; (G) Циклические характеристики CuCo ₂ S ₄ .Воспроизведено с разрешения Li Q. et al. (2019) Авторские права 2019, Wiley-VCH. (H) Циклические характеристики и кулоновский КПД CuV ₂ S ₄ ячеек с гальваностатическим циклированием при 0,15 A g ⁻¹ между 3 и 0,1 В и 3 и 0,01 В при 0,7 A g ⁻¹ . На вставке в (H) показана элементарная ячейка шпинельного типа. Воспроизведено с разрешения Krengel et al. (2017) Авторское право 2017 г., Американское химическое общество.

В заключение, обилие переходных металлов с различными валентными состояниями заставляет их проявлять высокую теоретическую удельную емкость во время электрохимических реакций.

Несмотря на многие преимущества BMS, все еще остаются проблемы с точки зрения медленной кинетики реакции, плохих электрохимических свойств из-за большого радиуса Na ⁺ и значительного изменения объема во время цикла. Чтобы преодолеть упомянутые выше ловушки, были введены материалы на основе углерода из-за их устойчивости к циклическим нагрузкам, обширных ресурсов и платформы с низким содержанием натрия. Действительно, покрытие и легирование BMS углеродными материалами использовались в качестве многообещающих методов для улучшения характеристик накопления ионов натрия в SIB, поскольку они могут улучшить электропроводность и поддерживать структурную стабильность BMS (Chen S.et al., 2017; Lin et al., 2018; Lv et al., 2018; Zhang et al., 2018).

Как типичный BMS, NiCo ₂ S ₄ привлек большое внимание благодаря своей превосходной электропроводности, чрезвычайно стабильным характеристикам электрохимического циклирования и выдающимся скоростным характеристикам. Тем не менее, его медленная кинетика Na ⁺ ограничила продвижение этого анодного материала. Чтобы решить эту проблему, были исследованы композиты NiCo ₂ S ₄ с материалами на основе углерода, такими как углерод с примесью азота (NC), rGO и углеродные нанотрубки (CNT).Материалы на основе углерода могут не только улучшить электропроводность, но также предоставить больше активных центров для быстрого накопления Na ⁺ и уменьшить объемное расширение во время процесса заряда-разряда (Xiao et al., 2017). Например, Инь и др. сообщили об эффективности матрицы rGO в улучшении электрохимических свойств полой призмы NiCo ₂ S ₄ , подтвержденной ее циклическими характеристиками (рис. 5A). Во время процесса разряда полые наночастицы оболочки NiCo ₂ S ₄ будут схлопываться, когда Na ⁺ вставляется в анод, в то время как наноматериал NiCo ₂ S ₄ , завернутый в rGO, может хорошо сохраняться ( Рисунок 5B) (Zhang et al., 2018). Следовательно, ультратонкие нанолисты rGO с большой удельной поверхностью, активным центром и пористыми каналами обеспечивают выдающиеся электрохимические характеристики с хорошим накоплением натрия. Рисунок 5C иллюстрирует циклическую работу Ni ₃ Co ₆ S ₈ @rGO электрода при 0,5 A g ^-1 , полученного Канг и др. с распределением пластинчатых нанокристаллов Ni ₃ Co ₆ S ₈ по смятой структуре rGO. Эти нанокристаллы имели емкость 298 мкм.1 мАч g ⁻¹ после 300 циклов при 25 мАч g ⁻¹ в качестве материала анода в SIB (Choi and Kang, 2015b). CuCo ₂ S _{4 были синтезированы нанокомпозиты} / rGO, которые показали емкость 433 мАч г ^-1 после 50 циклов при 0,1 А г ^-1 и показали отличную производительность при 336 мАч г ^-1 при 1 A g ⁻¹ (Gong et al., 2018).

Рис. 5. (A) Циклические характеристики NiCo ₂ S ₄ и rGO – NiCo ₂ S ₄ при 50 мА г ⁻¹ . (B) Схема процесса внедрения ионов натрия в NiCo ₂ S ₄ и rGO – NiCo ₂ S ₄ . Воспроизведено с разрешения Zhang et al. (2018) Copyright 2018. Королевское химическое общество. (C) Циклические характеристики (Ni, Co) O-rGO и Ni ₃ Co ₆ S ₈ — rGO при 0,5 A g ⁻¹ . Воспроизведено с разрешения Choi and Kang (2015a) Copyright 2015. Королевское химическое общество. (D) СЭМ изображения NiCo ₂ S ₄ -NC, (E) Циклические характеристики NiCo ₂ S ₄ -NC в различных электролитах при 1.0 A g ⁻¹ , (F) Циклические характеристики и кулоновский КПД NiCo ₂ S ₄ -NC в различных окнах напряжения отключения при 0,2 A g ⁻¹ . Воспроизведено с разрешения Li S. et al. (2019) Авторские права 2019. Elsevier.

Более того, комбинируя с графеном, Ji et al. использовали восходящую стратегию для получения наноточек NiCo ₂ S ₄ , однородно включенных в углерод с примесью азота (обозначенный как NiCo ₂ S ₄ -NC) (рис. 5D).Затем было исследовано влияние различных электролитов и окон напряжения на его электрохимические характеристики. Как показано на рисунке 5E, из-за гибкой одномерной цепной структуры DEGDME ячейка с электролитом на основе простого эфира NaClO ₄ / DEGDME обеспечивает максимальную емкость 530 мА · ч · г ^-1 при 1,0 A · г ^{— 1} . Действительно, наилучший диапазон напряжений оказался равным 0,4–3,0 В, в котором ячейка может эффективно поддерживать обратимое фазовое превращение и избегать побочных реакций (рис. 5F) (Li S.и др., 2019). Chen et al. также синтезированы полые нанокубки Co ₈ FeS ₈ с покрытием из легированного N углеродом с большой площадью поверхности, малым сопротивлением переносу заряда и быстрым коэффициентом диффузии Na ⁺ . Кроме того, этой группой был получен слоистый Cu ₂ MoS ₄ -rGO с кристаллической структурой (Chen et al., 2019).

Co ₁ Zn ₁ -xS (600) — еще одна уникальная композитная структура, полученная путем простого сульфидирования и прокаливания.Эта особая структура может замедлить изменение объема во время электрохимического процесса, ускорить кинетику диффузии Na ⁺ и повысить электропроводность, что приводит к относительно низкой необратимой емкости, а также к превосходным циклическим и скоростным характеристикам (рис. 6A). При использовании в SIB превосходная емкость 542 мАч г ^-1 может быть достигнута после 100 циклов при 0,1 А г ^-1 , с впечатляющими характеристиками скорости 219,3 мАч г ^-1 при 10 А г ^{— 1} (Choi et al., 2015; Qin et al., 2016b; Fang G. et al., 2018; Wang et al., 2018). В другом исследовании был приготовлен подобный губке (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) композит @rGO в сочетании с мезопористой полой углеродной полиэдрической (HCP) матрицей и листами, обернутыми rGO. Благодаря достоинствам этой структуры (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) @rGO в качестве анода без связующего в SIB показал хорошую обратимую емкость и циклические характеристики (т. Е. 638 мАч г ^{— 1} при 0,3 A г ^-1 после 500 циклов), что было лучше, чем у монометаллического сульфида в тех же условиях (рис. 6B) (Chen Z.и др., 2017). Чтобы решить проблемы низкой плотности энергии и плохого срока службы при использовании в качестве анода в SIB, прекурсоры MOF были использованы для изготовления на месте NC, украшенных полыми сферическими наноматериалами BMS. Они приготовили (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ твердый раствор в сочетании с in-situ NC [подарен как (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ / NC], который показал превосходные свойства хранения Na.Действительно, хорошая удельная емкость 723,7 мАч g ^-1 сохранялась после 100 циклов при 1 A g ^-1 , с кулоновской эффективностью 83% по сравнению со вторым циклом. Впечатляющая пропускная способность 596,1 мАч g ^-1 была достигнута при 10 A g ^-1 с сохранением высокой емкости 60,2% при 0,1 A g ^-1 , демонстрируя отличные характеристики скорости. В результате модификации углерода и иерархической сферической структуры в процессе циклирования были достигнуты высокая электропроводность и механическая стабильность (Cao et al., 2019).

Рис. 6. (A) Циклические характеристики Co ₁ Zn ₁ -xS. Воспроизведено с разрешения Fang G. et al. (2018) Copyright 2018. Wiley-VCH. (B) Циклические характеристики композитов (ZnS QD @ HCP) @rGO и (Zn _x Co _{1 − x} S QD @ HCP) @rGO при 3 A g ⁻¹ . Воспроизведено с разрешения Chen Z. et al. (2017) Copyright 2017. Wiley-VCH.

Из-за присущих BMS недостатков материалы электродов очень чувствительны к расширению, а затем легко отделяются от токосъемника во время цикла.Соответствующие результаты показали, что модификация углерода и оптимизация наноструктуры являются хорошим выбором для получения высокоэффективной системы хранения ионов натрия. Кроме того, Yang et al. разработал электродный материал без связующего в качестве анода SIB, который имеет массивы нанолистов NiMo ₃ S ₄ / CTs с иерархической гибридной наноструктурой (Kong et al., 2018). Следовательно, он обеспечивал высокую емкость накопления натрия и отличную производительность при циклических нагрузках.

За последнее десятилетие было проведено большое количество исследований по изучению превосходных электродных материалов для хранения натрия.Таким образом, подробное сравнение электрохимических характеристик анодов BMS в SIB представлено в таблице 3.

Таблица 3 . Сравнение электрохимических характеристик анодов BMS в SIB.

Смешанные BMS

BMS на основе олова (ZnSnS ₃ , CoSnS _x ) продемонстрировали высокую емкость в качестве анодов SIB и привлекли большое внимание из-за большого расстояния между слоями, обусловленного их слоистой структурой типа CdI2, и высокой теоретической емкости благодаря сочетание конверсионного и легирующего типов механизма электрохимической реакции (Qu et al., 2014; Choi et al., 2015; Cho et al., 2016; Лу и др., 2016). Однако важно решить проблемы, связанные с расширением большого объема и их низкой проводимостью. Поэтому для изменения электрохимических свойств BMS были предприняты структурные разработки и внедрение углеродных материалов.

Наночастицы сульфида цинка и олова @ rGO (ZnSnS ₃ @rGO) были получены Zhang et al. путем сочетания сольвотермической реакции с процессом отжига. При использовании в SIB превосходная производительность Na-хранилища с большой удельной емкостью (472.2 мАч г ^-1 при 0,1 А г ^-1 ), высокая емкость (165,8 мАч г ^-1 при 2 А г ^-1 ) и сверхдлительный срок службы (401,2 мАч г ^-1 при 0,1 A г ^-1 после 200 циклов) (Jia et al., 2018). Таким образом, представленная конструкция композитного анода обеспечивает новые изменения для разработки высокостабильных материалов анода, которые обладают превосходной проводимостью и высокой адаптируемостью к большим изменениям объема во время процесса натрирования / десодиации.Лю и др. разработали наноструктуру ZnSnS ₃ с полыми наномикрокубами с помощью методов соосаждения и гидротермальных методов. За процессом последовало покрытие rGO с двойным легированием N / S (N / S-rGO @ ZnSnS ₃ ) (Рисунки 7A, B) для улучшения кинетики медленной реакции и плохих электрохимических свойств BMS. В результате приготовленный композит N / S-rGO @ ZnSnS ₃ показал высокую удельную емкость 501,7 мАч / г ^-1 после 100 циклов при 0,1 А г ^-1 и превосходный длительный срок службы 290.7 мАч г ^-1 после 500 циклов при 1 А г ^-1 . Между тем, поддерживалась высокоскоростная емкость 256,6 мА · ч ^-1 при 2 A g ^-1 (Фигуры 7C, D). Такие выдающиеся характеристики были в первую очередь приписаны покрытию из двойного легированного rGO, которое обеспечивает некоторые синергетические преимущества для EES, а именно: (1) из-за сильной полярности области легирования, которая сдерживает агрегацию приготовленного rGO; (2) повышение электропроводности за счет уменьшения полупроводникового зазора; (3) из-за недостатков обладают высокой электроотрицательностью, могут легко притягивать положительные ионы, что приводит к увеличению количества ионов щелочных металлов; (4) из-за эффекта адсорбции между анодом и rGO, который усиливает структурную стабильность (Liu et al., 2019). Кроме того, Chen et al. введен титан в кристаллическую структуру SnS ₂ , чтобы частично заменить олово, образуя подобный фонарю Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ с последующим покрытием одномерных многостенных углеродных нанотрубок (MWCNT) (обозначенных как Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ @MWCNTs) для улучшения дефектов объемного расширения SnS ₂ и низкой проводимости. Благодаря своей фонарно-подобной структуре с большой удельной поверхностью электролит мог полностью проникать в Ti _0.25 Sn _0,75 S ₂ @MWCNTs, увеличивающие перенос электронов / ионов во время циклирования. Высокая удельная емкость 307 мАч g ⁻¹ была получена после 1000 циклов при 0,4 A g ⁻¹ в процессе электрохимического тестирования (Huang et al., 2018). Монокристаллические мезопористые нанобоксы CoSn (OH) ₆ также были синтезированы методом соосаждения. TAA использовался в качестве ресурса S для достижения CoSnSx с помощью сольвотермического метода с последующим нанесением полимерного покрытия и карбонизацией дофамином при более высокой температуре в потоке N ₂ для получения электродных материалов CoSnS _x @NC.Впоследствии были исследованы характеристики накопления Na и влияние содержания углерода на электрохимические свойства нанобоксов CoSnS _x @NC. Результаты показали, что наилучшее количество углерода составляет 36,8 мас.% Для защиты нанобоксов от разрушения во время глубоких циклов. Электрод продемонстрировал отличные характеристики циклирования и достиг высокой емкости 300 мАч г ^-1 с высокой кулоновской эффективностью почти 100% после 500 циклов, а также выдающимся длительным циклом работы 180 мАч г ^-1 после 4000 циклов при 1 A g ^-1 (Рисунок 7E) (Liu et al., 2017). Более того, Ou et al. приготовили гетероструктурированные нанобоксы SnS ₂ / Mn ₂ SnS ₄ / углерод размером около 100 нм с помощью метода лицевого соосаждения. При оценке в качестве анодного материала в SIB особая структура между SnS ₂ и Mn ₂ SnS ₄ может облегчить изменение объема в результате массового электрохимического процесса, предотвратить когезию наночастиц Sn и повысить обратимость реакция превращения-легирования.Он также продемонстрировал высокий ICE 90,8%, выдающуюся стабильность при длительном цикле 522,5 мАч g ⁻¹ после 500 циклов при 5 A g ⁻¹ , а также замечательную производительность (752,3, 604,7, 570,1, 546,9, 519,7 , и 488,7 мАч г ^-1 при 0,1, 0,5, 1,0, 2,0, 5,0 и 10,0 А г ^-1 соответственно). Обладая преимуществами этих преимуществ (огромная удельная поверхность, большое количество активных центров и высокая электропроводность) углеродных материалов, полученный композитный электрод показал впечатляющие электрохимические характеристики (Ou et al., 2019). Ян и др. сообщили о новом материале, состоящем из нанокубов (SnCo) S ₂ , переплетенных с двумерными нанолистами легированного серой графена (SG) ((SnCo) S ₂ / SG), синтезированных с помощью простого метода соосаждения и отжига. Он продемонстрировал превосходную обратимую емкость 487 мАч g ⁻¹ для 5000 циклов при 5 A g ⁻¹ , а также высокую сохраняемость емкости 92,6% (Yang et al., 2019).

Рис. 7. (A, B) FESEM-изображения ZnSnS ₃ и N / S-rGO @ ZnSnS ₃ , (C, D) Скорость и циклические характеристики N / S-rGO, ZnSnS ₃ и электродов N / S-rGO @ ZnSnS ₃ .Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2019) Авторские права 2019. Elsevier. (E) Долговременная стабильность аморфных нанобоксов CoSnS _x @NC с различным содержанием углерода, нанобоксов аморфного CoSnS _x , кристаллических нанобоксов CoS-Sn ₂ S ₃ нанобоксов @NC и N- легированный углерод при 1,0 А г ⁻¹ . На вставке в (E) показаны циклические характеристики и кулоновская эффективность электрода CoSnS _x @NC в виде нанобоксов при 0,2 A g ^-1 .Воспроизведено с разрешения Liu et al. (2017) Copyright 2017. Королевское химическое общество.

Другие системы BMS

В дополнение к вышеупомянутым BMS, Manthiram et al. сообщили о кластере наностержней Bi _0,94 Sb _1,06 S ₃ -графит в качестве анодного материала SIB. Они обнаружили, что создание твердых растворов можно рассматривать как идеальный метод исследования новых анодных материалов с превосходными электрохимическими характеристиками для SIB. Би _0,94 Sb _1.06 S ₃ -графитовый анод показал замечательную емкость 380 мАч g ⁻¹ после 200 циклов при 1 A g ⁻¹ , что выше, чем у Sb ₂ S ₃ -графит электрод (~ 50 мАч г ^-1 ) и Bi ₂ S ₃ -графитовый электрод (~ 210 мАч г ^-1 ). Это означает, что биметаллические атомы могут не только повысить устойчивость электродных материалов к циклированию, но и улучшить их емкость (Zhao and Manthiram, 2015).Чжун и др. успешно спроектировал новый композитный микрорельеф, подобный гортензии, желтку и скорлупе, самособирающийся с помощью нанолистов для SIBs. Соответственно, высокая емкость 607,14 мАч г ^-1 была доставлена ​​при 0,05 А г ^-1 , наряду с уменьшением объемного расширения и повышением стабильности при циклическом воздействии в значительной степени благодаря уникальной структуре материала электродов (Zhong и др., 2019). Кроме того, производительность различных материалов BMS показана на Рисунке 8, а сравнение характеристик цикла BMS и MS приведено в Таблице 4.

Рисунок 8 . Расчетная способность при различных плотностях тока от 0,1 до 5 А г ^-1 для различных биметаллических сульфидов в SIB. Ссылка 1 (Choi and Kang, 2015a), ссылка 2 (Chen J. et al., 2017), ссылка 3 (Zhang et al., 2016), ссылка 4 (Yang et al., 2019), ссылка .5 (Lv et al., 2018), ссылка 6 (Zhang et al., 2018), ссылка 7 (Gong et al., 2018), ссылка 8 (Huang et al., 2018), ссылка 9 (Liu et al., 2017), ссылка 10 (Liu et al., 2019), ссылка 11 (Zhang K. et al., 2019), ссылка 12 (Jia et al., 2018), ссылка.13 (Cao et al., 2019), ссылка 14 (Chen et al., 2019), ссылка 15 (Ou et al., 2019), ссылка 16 (Li Q. et al., 2019), ссылка. 17 (Kong et al., 2018), ссылка 18 (Kim and Kang, 2017), ссылка 19 (Zhao and Manthiram, 2015), ссылка 20 (Krengel et al., 2017).

Таблица 4 . Сравнение электрохимических характеристик анодов BMS и MS в SIB.

Выводы и перспективы

В этом обзоре систематизированы последние разработки BMS в качестве анодных материалов для SIB.БМС демонстрируют очевидные достоинства относительно высокой электропроводности и электрохимической активности. Более того, значительный эффект самоматрицы и самопроводимости из-за реакции двух металлических элементов с Na может быть полностью эффективным. Действительно, из-за наличия «синергетического эффекта» непрореагировавшая часть может служить временным демпфером / проводником для прореагировавшей из-за их разного окислительно-восстановительного потенциала (Pumera et al., 2014; Wang et al., 2014; Chang et al., 2016; Liu et al., 2019).В этом обзоре, во-первых, были представлены стратегии синтеза BMS. Затем были обсуждены механизмы накопления Na в различных BMS в процессе заряда-разряда. Что еще более важно, применение BMS в качестве анодов SIB систематически анализировалось, и в то же время высказывались глубокие ожидания относительно его будущего развития.

Чтобы избежать потери емкости анодных материалов BMS, первая стратегия заключается в разработке новых наноструктур с подходящим пустым пространством, чтобы уменьшить влияние объемного расширения и сжатия во время процесса реакции (Palomares et al., 2012; Slater et al., 2013; Оу и др., 2016; Путунган и др., 2016; Шен и др., 2016; Су и др., 2016). В качестве второй стратегии интеграция с другими электрохимически стабильными материалами может не только ограничить объемное расширение, но также повысить общую электропроводность анода. Кроме того, растворение полисульфидов в электролите во время электрохимического процесса можно до некоторой степени подавить (Wang et al., 2018). До сих пор многие аноды BMS в SIB, о которых сообщалось, относятся к их комбинации с материалами на основе углерода.Таким образом, для разработки анодных материалов SIB важно полностью изучить достоинства наноструктурированных материалов (Lu et al., 2017; Ma et al., 2018). В будущем необходимо приложить гораздо больше усилий, чтобы преодолеть недостаток плохой длительной езды на велосипеде. Ожидается, что использование рационально спроектированных структур в BMS может эффективно улучшить электрохимические характеристики в SIB (Kim et al., 2012; Jiang et al., 2014; Su et al., 2015; Gao et al., 2017; Hwang и др., 2017).

Несмотря на то, что к настоящему времени выполнены все новые работы, необходимо еще больше времени и усилий направить на эффективное улучшение электрохимических свойств BMS, чтобы проложить путь их практического применения в SIB в ближайшем будущем.

Взносы авторов

YH, DX и XL внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования. YH организовал базу данных, выполнил статистический анализ и написал рукопись с помощью HM, JP, YiL, YuL, DL, QS и XS. Все авторы одобрили окончательную версию рукописи.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Авторы искренне благодарны за поддержку Фонда естественных наук провинции Цинхай в Китае (2020-ZJ-910), Национального фонда естественных наук Китая (51672189) и Тяньцзиньского научно-технологического проекта (18PTZWHZ00020).

Список литературы

Цао, Д., Кан, В., Ван, С., Ван, Ю., Сун, К., Ян, Л. и др. (2019). In situ модифицированный углерод, легированный азотом (Co _0,5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ полые сферы в виде твердых растворов в качестве анодов большой емкости для натрий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 7, 8268–8276. DOI: 10.1039 / C9TA00709A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цао, X., Тан, К., Синдоро, М., и Чжан, Х. (2017). Гибридные микро- / наноструктуры, полученные из металлоорганических каркасов: подготовка и применение в накоплении и преобразовании энергии. Chem. Soc. Rev. 46, 2660–2677. DOI: 10.1039 / C6CS00426A

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чанг, К., Хай, X., и Йе, Дж.(2016). Дисульфиды переходных металлов как альтернативные благородные металлы сокатализаторы для производства солнечного водорода. Adv. Energy Mater. 6: 1502555. DOI: 10.1002 / aenm.201502555

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chang, L., Wang, K., Huang, L.A., He, Z., Zhu, S., Chen, M., et al. (2017). Иерархическая пленка из микроцветов CoO с отличными электрохимическими характеристиками накопления лития / натрия. J. Mater. Chem. А 5, 20892–20902. DOI: 10.1039 / C7TA05027E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Че, Х., Chen, S., Xie, Y., Wang, H., Amine, K., Liao, X-Z., Et al. (2017). Стратегии разработки электролитов и прогресс исследований для натрий-ионных батарей комнатной температуры. Energy Environ. Sci. 10, 1075–1101. DOI: 10.1039 / C7EE00524E

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Дж., Ли, С., Кумар, В., и Ли, П. С. (2017). Биметаллические полые нанокубцы из сульфида с углеродным покрытием в качестве усовершенствованного анода для ионно-натриевой батареи. Adv. Energy Mater. 7: 1700180. DOI: 10.1002 / aenm.201700180

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, J., Mohrhusen, L., Ali, G., Li, S., Chung, K. Y., Al-Shamery, K., et al. (2019). Исследование электрохимического механизма полых наносфер Cu ₂ MoS ₄ для быстрого и стабильного хранения ионов натрия. Adv. Функц. Матер. 29: 1807753. DOI: 10.1002 / adfm.201807753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, S., Wu, C., Shen, L., Zhu, C., Huang, Y., Xi, K., et al.(2017). Проблемы и перспективы для электродных материалов типа NASICON для перспективных натриево-ионных аккумуляторов. Adv. Матер. 29: 1700431. DOI: 10.1002 / adma.201700431

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Chen, T., Cheng, B., Chen, R., Hu, Y., Lv, H., Zhu, G., et al. (2016). Иерархические тройные карбидные наночастицы / углеродные нанотрубки со вставленными N-легированными углеродными вогнутыми многогранниками для эффективного хранения лития и натрия. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 26834–26841.DOI: 10.1021 / acsami.6b08911

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, Ю., Ю, X., Ли, З., Пайк, У., и Лу, X. Д. (2016). Иерархические MoS ₂ трубчатые структуры с внутренними связями углеродных нанотрубок в качестве высокостабильного анодного материала для литий-ионных аккумуляторов. Sci. Adv. 2: e1600021. DOI: 10.1126 / sciadv.1600021

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чен, З., Ву, Р., Лю, М., Ван, Х., Xu, H., Guo, Y., et al. (2017). Общий синтез двойных углеродных квантовых точек сульфидов металлов в направлении высокоэффективных анодов для натрий-ионных аккумуляторов. Adv. Функц. Матер. 27: 1702046. DOI: 10.1002 / adfm.201702046

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чо, Э., Сонг, К., Пак, М. Х., Нам, К. В., и Кан, Ю. М. (2016). Цветы SnS 3D с превосходными кинетическими свойствами для анодного использования в натриевых аккумуляторных батареях нового поколения. Малый 12, 2510–2517.DOI: 10.1002 / smll.201503168

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чой, С. Х., и Кан, Ю. К. (2015a). Синергетические композиционные и морфологические эффекты для улучшенных свойств накопления Na ⁺ для Ni ₃ Co ₆ S ₈ -восстановленных композитных порошков оксида графена. Наноразмер 7, 6230–6237. DOI: 10.1039 / C5NR00012B

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цой, С.Х., Канг Ю.С. (2015b). Синергетический эффект структуры желточной оболочки и равномерного перемешивания нанокристаллов SnS-MoS ₂ для улучшенных возможностей хранения Na-ионов. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 7, 24694–24702. DOI: 10.1021 / acsami.5b07093

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чой, С. Х., Ко, Ю. Н., Ли, Дж. К., и Кан, Ю. К. (2015). 3D MoS ₂ — графеновые микросферы, состоящие из множества наносфер с превосходными свойствами хранения ионов натрия. Adv. Функц. Матер. 25, 1780–1788. DOI: 10.1002 / adfm.201402428

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Deng, P., Yang, J., He, W., Li, S., Zhou, W., Tang, D., et al. (2018). Оловянные наночастицы Sb ₂ S ₃ , равномерно привитые на графен, эффективно улучшают характеристики накопления ионов натрия. ChemElectroChem 5, 811–816. DOI: 10.1002 / celc.201800016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Донг, С., Ли, К., Ге, X., Ли, З., Мяо, X., и Инь, Л. (2017). ZnS-Sb ₂ S ₃ @C структура многогранника ядро-двойная оболочка, полученная из металлоорганического каркаса в качестве анодов для высокоэффективных ионно-натриевых батарей. ACS Nano 11, 6474–6482. DOI: 10.1021 / acsnano.7b03321

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ду, Ю., Чжу, X., Чжоу, X., Ху, Л., Дай, З., и Бао, Дж. (2015). Co ₃ S ₄ пористых нанолистов, внедренных в листы графена в качестве высокоэффективных анодных материалов для хранения лития и натрия. J. Mater. Chem. А 3, 6787–6791. DOI: 10.1039 / C5TA00621J

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дуань, Дж., Тан, X., Дай, Х., Ян, Ю., Ву, В., Вэй, X., и др. (2019). Создание безопасных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей: обзор. Electrochem. Energy Rev. 3, 1–42. DOI: 10.1007 / s41918-019-00060-4

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фан, Л., и Ли, X. (2018). Последние достижения в области эффективной защиты анода из металлического натрия. Nano Energy 53, 630–642. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.09.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fan, L., Li, X., Yan, B., Feng, J., Xiong, D., Li, D., et al. (2016). Контролируемая кристалличность SnO ₂ эффективно доминирует над характеристиками накопления натрия. Adv. Energy Mater. 6: 1502057. DOI: 10.1002 / aenm.201502057

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fang, G., Wu, Z., Zhou, J., Zhu, C., Cao, X., Lin, T., et al.(2018). Наблюдение псевдоемкостного эффекта и быстрой диффузии ионов в биметаллических сульфидах в качестве перспективного анода натрий-ионной батареи. Adv. Energy Mater. 8: 1703155. DOI: 10.1002 / aenm.201703155

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фанг, Ю., Сяо, Л., Чен, З., Ай, X., Цао, Ю. и Ян, Х. (2018). Последние достижения в области материалов для натрий-ионных аккумуляторов. Electrochem. Энергия. Ред. 1, 294–323. DOI: 10.1007 / s41918-018-0008-x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fu, Y., Zhang, Z., Yang, X., Gan, Y., and Chen, W. (2015). Наночастицы ZnS, внедренные в пористые углеродные матрицы в качестве анодных материалов для литий-ионных аккумуляторов. RSC Adv. 5, 86941–86944. DOI: 10.1039 / C5RA15108B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гао, X., Ван, Дж., Чжан, Д., Адаир, К., Фэн, К., Сун, Н., и др. (2017). Биметаллические сульфидные наноточки с углеродным покрытием / гетероструктура углеродных наностержней, обеспечивающая длительный срок службы литий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 5, 25625–25631.DOI: 10.1039 / C7TA06849B

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ge, X., Li, Z., and Yin, L. (2017). Металлоорганические каркасы образованы пористыми многогранниками ядро ​​/ оболочка CoP @ C, закрепленными на трехмерных сетках из восстановленного оксида графена в качестве анода для натрий-ионной батареи. Nano Energy 32, 117–124. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2016.11.055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гонг Ю., Чжао Дж., Ван Х. и Сюй Дж. (2018). CuCo ₂ S ₄ / Нанокомпозиты из восстановленного оксида графена, синтезированные одностадийным сольвотермическим методом, в качестве анодных материалов для натриево-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 292, 895–902. DOI: 10.1016 / j.electacta.2018.09.194

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хуан Ю., Се М., Ван З., Цзян Ю., Сяо Г., Ли С. и др. (2018). Кинетика быстрого накопления натрия в фонарном Ti _0,25 Sn _0,75 S ₂ , связанных углеродными нанотрубками. Energy Storage Mater. 11, 100–111. DOI: 10.1016 / j.ensm.2017.10.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзя, Х., Dirican, M., Sun, N., Chen, C., Yan, C., Zhu, P., et al. (2018). Усовершенствованный анодный материал ZnSnS ₃ @rGO для превосходного накопления ионов натрия и лития со сверхдлительным сроком службы. ChemElectroChem 6, 1183–1191. DOI: 10.1002 / celc.201801333

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, Y., Hu, M., Zhang, D., Yuan, T., Sun, W., Xu, B., et al. (2014). Оксиды переходных металлов для анодов высокоэффективных ионно-натриевых батарей. Nano Energy 5, 60–66.DOI: 10.1016 / j.nanoen.2014.02.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цзинь, Р., Лю, Д., Лю, К., и Лю, Г. (2015). Иерархический NiCo ₂ S ₄ полые сферы как высокоэффективный анод для литий-ионных батарей. RSC Adv. 5, 84711–84717. DOI: 10.1039 / C5RA14412D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кан, В., Ван, Ю. и Сюй, Дж. (2017). Недавний прогресс в создании слоистых наноструктур из дихалькогенидов металлов в качестве электродов для высокоэффективных натриево-ионных батарей. J. Mater. Chem. А 5, 7667–7690. DOI: 10.1039 / C7TA00003K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kim, H., Lim, E., Jo, C., Yoon, G., Hwang, J., Jeong, S., et al. (2015). Упорядоченный мезопористый композит Nb ₂ O ₅ / углерод в качестве материала для вставки натрия. Nano Energy 16, 62–70. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2015.05.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж. Х., и Канг, Ю. К. (2017). Желточно-ракушечная структура (Fe _0.5 Ni _0,5 ) ₉ S ₈ твердые порошки: синтез и применение в качестве анодных материалов для Na-ионных аккумуляторов. Nano Res. 10, 3178–3188. DOI: 10.1007 / s12274-017-1535-1

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким С.-З., Сео, Д.-Х., Ма, X., Седер, Г., и Канг, К. (2012). Электродные материалы для перезаряжаемых натрий-ионных батарей: потенциальные альтернативы нынешним литий-ионным батареям. Adv. Energy Mater. 2, 710–721.DOI: 10.1002 / aenm.201200026

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kong, D., Wang, Y., Lim, Y.V, Huang, S., Zhang, J., Liu, B., et al. (2018). Трехмерные иерархические массивы NiMo, богатые дефектами ₃ S ₄ массивов нанолистов, выращенных на углеродном текстиле для высокоэффективных натрий-ионных батарей и реакции выделения водорода. Нано Энергия 49, 460–470. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.04.051

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Конг, С., Цзинь, З., Лю, Х., Ван, Ю. (2014). Морфологическое влияние графеновых нанолистов на ультратонкие нанолисты CoS и их применение для высокопроизводительных литий-ионных аккумуляторов и фотокатализа. J. Phys. Chem. C 118, 25355–25364. DOI: 10.1021 / jp508698q

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Krengel, M., Hansen, A. L., Kaus, M., Indris, S., Wolff, N., Kienle, L., et al. (2017). CuV ₂ S ₄ : высокая емкость и стабильный анодный материал для ионно-натриевых батарей. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 9, 21283–21291. DOI: 10.1021 / acsami.7b04739

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунду Д., Талаи Э., Даффорт В. и Назар Л. Ф. (2015). Возникающая химия натриево-ионных батарей для электрохимического накопления энергии. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 54, 3431–3448. DOI: 10.1002 / anie.201410376

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лай, Ц-Х., Лу, М-У., и Чен, Л. Дж. (2012). Наноструктуры сульфидов металлов: синтез, свойства и применение в преобразовании и хранении энергии. J. Mater. Chem. 22, 19–30. DOI: 10.1039 / C1JM13879K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Л., Пэн, С., Ву, Х. Б., Ю, Л., Мадхави, С., и Лу, X. W. D. (2015). Гибкий квазитвердотельный асимметричный электрохимический конденсатор на основе иерархических пористых нанолистов V ₂ O ₅ на углеродных нановолокнах. Adv.Energy Mater. 5: 1500753. DOI: 10.1002 / aenm.201500753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К., Цзяо, К., Фэн, X., Чжао, Ю., Ли, Х., Фэн, К. и др. (2019). Синтез CuCo в одном баке ₂ S ₄ субмикросфер для высокоэффективных литий- / натрий-ионных аккумуляторов. ChemElectroChem 6, 1558–1566. DOI: 10.1002 / celc.201
9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, С., Ге, П., Цзян, Ф., Шуай, Х., Сюй, В., Jiang, Y., et al. (2019). Продвижение никель-кобальт-сульфида как сверхбыстрых материалов с высоким содержанием натрия: влияние морфологической структуры, фазового развития и свойств границы раздела. Energy Storage Mater. 16, 267–280. DOI: 10.1016 / j.ensm.2018.06.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, X., Ху, Ю., Лю, Дж., Лашингтон, А., Ли, Р., и Сан, X. (2013). Структурно адаптированные графеновые нанолисты в качестве анодов литий-ионных аккумуляторов: понимание, обеспечивающее исключительно высокую производительность хранения лития. Наноразмер 5, 12607–12615. DOI: 10.1039 / c3nr04823c

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, X., и Ван, C. (2012). Значительно увеличены циклические характеристики нового анода «самоматрица» NiSnO ₃ в литий-ионных батареях. RSC Adv. 2, 6150–6154. DOI: 10.1039 / c2ra20527k

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, Ю., Ху, И-С., Ци, X., Ронг, X., Ли, Х., Хуанг, X., и др. (2016).Усовершенствованные натриево-ионные батареи с превосходным недорогим пиролизованным антрацитовым анодом: к практическому применению. Energy Storage Mater. 5, 191–197. DOI: 10.1016 / j.ensm.2016.07.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли Ю., Чжэн Ю., Яо Дж., Сяо Дж., Ян Дж. И Сяо С. (2017). Легкий синтез собранных из нанокристаллов полых микросфер NiO в форме гнезда с превосходными характеристиками накопления лития. RSC Adv. 7, 31287–31297. DOI: 10.1039 / C7RA05373H

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Z., Zhang, L., Ge, X., Li, C., Dong, S., Wang, C., et al. (2017). Пористые микрокубы из CoP / FeP со структурой ядро-оболочка, соединенные восстановленным оксидом графена в качестве высокоэффективных анодов для ионно-натриевых батарей. Nano Energy 32, 494–502. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.01.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лин Ю., Цю, З., Ли, Д., Уллах, С., Хай, Ю., Синь, Х. и др. (2018).NiS ₂ @CoS ₂ нанокристаллы, заключенные в углеродные нанокубцы с примесью азота для высокоэффективных литий-ионных аккумуляторов. Energy Storage Mater. 11, 67–74. DOI: 10.1016 / j.ensm.2017.06.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю X., Хао Й., Шу Дж., Сари, Х. М. К., Лин, Л., Коу, Х. и др. (2019). Двойное легирование восстановленного оксида графена азотом и серой с получением полых наномикрокубов ZnSnS ₃ с превосходным хранением натрия. Нано Энергия 57, 414–423. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.12.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лю X., Wang Y., Wang Z., Zhou, T., Yu, M., Xiu, L., et al. (2017). Достижение сверхдлительного хранения натрия в нанобоксах из аморфного бинарного сульфида кобальта и олова, заключенных в углеродную оболочку с примесью азота. J. Mater. Chem. А 5, 10398–10405. DOI: 10.1039 / C7TA01701D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, Х., Чен, Р., Ху, Ю., Ван, X., Ван, Ю., Ма, Л. и др. (2017). Восходящий синтез легированных азотом пористых углеродных каркасов для хранения лития и натрия. Nanoscale 9, 1972–1977. DOI: 10.1039 / C6NR08296C

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лу, Ю., Чжао, К., Чжан, Н., Лей, К., Ли, Ф., и Чен, Дж. (2016). Легкий синтез распылением и высокоэффективное накопление натрия мезопористых микросфер MoS ₂ / C. Adv. Функц. Матер. 26, 911–918. DOI: 10.1002 / adfm.201504062

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Lv, J., Bai, D., Yang, L., Guo, Y., Yan, H., and Xu, S. (2018). Биметаллические сульфидные наночастицы, заключенные в двойные углеродные наноструктуры в качестве анодов для литий- / натрий-ионных аккумуляторов. Chem. Commun. 54, 8909–8912. DOI: 10.1039 / C8CC04318C

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, L., Chen, R., Hu, Y., Zhu, G., Chen, T., Lu, H., et al. (2016). Иерархические пористые богатые азотом углеродные наносферы с высокими и прочными возможностями для хранения лития и натрия. Наноразмер 8, 17911–17918. DOI: 10.1039 / C6NR06307A

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, L., Gao, X., Zhang, W., Yuan, H., Hu, Y., Zhu, G., et al. (2018). Сверхвысокая скорость и сверхдлительная устойчивость натрий-ионных аккумуляторов при циклической работе благодаря морщинистым черным нанолистам диоксида титана с большим количеством кислородных вакансий. Nano Energy 53, 91–96. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2018.08.043

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Maleki Kheimeh Sari, H., и Ли, X. (2019). Управляемая граница раздела катод – электролит Li [Ni _0,8 Co _0,1 Mn _0,1 ] O ₂ для литий-ионных аккумуляторов: обзор. Adv. Energy Mater. 9: 17. DOI: 10.1002 / aenm.2017

CrossRef Полный текст

Мэн, X. (2017). Модификации поверхности в атомном масштабе и новые конструкции электродов для высокоэффективных натриево-ионных аккумуляторов посредством осаждения атомных слоев. J. Mater. Chem. А 5, 10127–10149.DOI: 10.1039 / C7TA02742G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ортис-Виториано Н., Дрюетт Н. Э., Гонсало Э. и Рохо Т. (2017). Высокоэффективные катоды на основе слоистого оксида марганца: решение проблем, связанных с ионно-натриевыми батареями. Energy Environ. Sci. 10, 1051–1074. DOI: 10.1039 / C7EE00566K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ou, X., Cao, L., Liang, X., Zheng, F., Zheng, H. S., Yang, X., et al. (2019). Изготовление SnS ₂ / Mn ₂ SnS ₄ / углеродных гетероструктур для натрий-ионных аккумуляторов с высокой начальной кулоновской эффективностью и циклической стабильностью. ACS Nano 13, 3666–3676. DOI: 10.1021 / acsnano.9b00375

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ou, X., Xiong, X., Zheng, F., Yang, C., Lin, Z., Hu, R., et al. (2016). In situ Дифракция рентгеновских лучей нанолистов NbS ₂ в качестве анодного материала для ионно-натриевых батарей. J. Источники энергии 325, 410–416. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2016.06.055

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Паломарес, В., Серрас, П., Вильялуэнга, И., Уэсо, К. Б., Карретеро-Гонсалес, Дж., И Рохо, Т. (2012). Na-ионные батареи, последние достижения и проблемы, связанные с превращением в недорогие системы хранения энергии. Energy Environ. Sci. 5: 5884–5901. DOI: 10.1039 / c2ee02781j

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Пумера М., Софер З. и Амбрози А. (2014). Слоистые дихалькогениды переходных металлов для электрохимического производства и хранения энергии. J. Mater. Chem. А 2, 8981–8987.DOI: 10.1039 / C4TA00652F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Путунган, Д. Б., Лин, С. Х., Куо, Дж. Л. (2016). Металлические однослойные политипы VS ₂ как потенциальный анод натрий-ионной батареи с помощью неэмпирического поиска случайной структуры. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 8, 18754–18762. DOI: 10.1021 / acsami.6b03499

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qin, W., Chen, T., Lu, T., Chua, D.HC, and Pan, L. (2016a).Слоистые композиты из оксида графена с восстановленным сульфидом никеля, синтезированные с помощью микроволнового метода в качестве высокоэффективных анодных материалов натрий-ионных аккумуляторов. J. Источники энергии 302, 202–209. DOI: 10.1016 / j.jpowsour.2015.10.064

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Цинь, В., Ли, Д., Чжан, X., Янь, Д., Ху, Б., и Пань, Л. (2016b). Наночастицы ZnS, встроенные в восстановленный оксид графена, в качестве высокоэффективного анодного материала натрий-ионных аккумуляторов. Электрохим.Acta 191, 435–443. DOI: 10.1016 / j.electacta.2016.01.116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qu, B., Ma, C., Ji, G., Xu, C., Xu, J., Meng, Y. S., et al. (2014). Многослойный композит из восстановленного оксида графена SnS ₂ — анодный материал натрий-ионных аккумуляторов с высокой емкостью, быстродействием и длительным сроком службы. Adv. Матер. 26, 3854–3859. DOI: 10.1002 / adma.201306314

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шен, Ф., Луо, В., Дай, Дж., Яо, Ю., Чжу, М., Хитц, Э., и др. (2016). Сверхтолстый мезопористый древесно-угольный анод с низкой извилистостью для высокопроизводительных натриево-ионных батарей. Adv. Energy Mater. 6: 1600377. DOI: 10.1002 / aenm.201600377

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Слейтер, М. Д., Ким, Д., Ли, Э. и Джонсон, К. С. (2013). Натрий-ионные аккумуляторы. Adv. Функц. Матер. 23, 947–958. DOI: 10.1002 / adfm.201200691

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Песня, Ю., Chen, Z., Li, Y., Wang, Q., Fang, F., Zhou, Y-N., Et al. (2017). Высокоскоростная и долговременная циклическая способность NiCo с регулировкой псевдоемкости. ₂ S ₄ гексагональных нанолистов, полученных путем преобразования пара для хранения лития. J. Mater. Chem. А 5, 9022–9031. DOI: 10.1039 / C7TA01758H

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стивенсон Т., Ли З., Олсен Б. и Митлин Д. (2014). Применение в литий-ионных батареях нанокомпозитов дисульфида молибдена (MoS ₂ ). Energy Environ. Sci. 7, 209–231. DOI: 10.1039 / C3EE42591F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су Д., Доу С. и Ван Г. (2015). Ультратонкие нанолисты MoS ₂ в качестве анодных материалов для натрий-ионных аккумуляторов с превосходными характеристиками. Adv. Energy Mater. 5: 1401205. DOI: 10.1002 / aenm.201401205

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Су, Х., Джаффер, С., Ю, Х. (2016). Оксиды переходных металлов для натрий-ионных аккумуляторов. Energy Storage Mater. 5, 116–131. DOI: 10.1016 / j.ensm.2016.06.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Su, Z., Liu, J., Li, M., Zhu, Y., Qian, S., Weng, M., et al. (2020). Разработка дефектов в оксидах на основе титана для электрохимических накопителей энергии. Electrochem. Energy Rev 3, 90–147. DOI: 10.1007 / s41918-020-00064-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тан, К., Цуй, Ю., Ву, Дж., Цюй, Д., Бейкер, А. П., Ма, Ю., и другие. (2017). Тройной наносплав сульфида олова и селена (SnSe _0,5 S _0,5 ) как высокоэффективный анод для литий-ионных и натрий-ионных аккумуляторов. Нано Энергия 41, 377–386. DOI: 10.1016 / j.nanoen.2017.09.052

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Х., Фенг Х. и Ли Дж. (2014). Графен и графеноподобные слоистые дихалькогениды переходных металлов в преобразовании и хранении энергии. Малый 10, 2165–2181. DOI: 10.1002 / smll.201303711

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, Т., Су, Д., Шанмукарадж, Д., Рохо, Т., Арман, М., и Ван, Г. (2018). Электродные материалы для натрий-ионных аккумуляторов: соображения о кристаллических структурах и механизмах накопления натрия. Electrochem. Energy Rev. 1, 200–237. DOI: 10.1007 / s41918-018-0009-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вэнь, Ю., Пэн, С., Ван, З., Хао, Дж., Цинь, Т., Лу, С. и др. (2017).Легкий синтез ультратонких NiCo ₂ S ₄ нано-лепестков, вдохновленных распускающимися бутонами для высокоэффективных суперконденсаторов. J. Mater. Chem. А 5, 7144–7152. DOI: 10.1039 / C7TA01326D

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву, X., Ли, С., Ван, Б., Лю, Дж., И Ю, М. (2016). NiCo ₂ S ₄ массивов нанотрубок, выращенных на гибких углеродных пенопластах, легированных азотом, в качестве трехмерных интегрированных анодов без связующего для высокопроизводительных литий-ионных батарей. Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 4505–4512. DOI: 10.1039 / C5CP07541F

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xia, X., Zhu, C., Luo, J., Zeng, Z., Guan, C., Ng, C.F., et al. (2014). Синтез автономных наномассивов сульфидов металлов посредством реакции анионного обмена и их применение в электрохимическом накоплении энергии. Малый 10, 766–773. DOI: 10.1002 / smll.201302224

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяо, Дж., Ван, Л., Ян, С., Сяо, Ф., и Ван, С. (2014). Создавайте иерархические электроды из высокопроводящих NiCo ₂ S ₄ массивов нанотрубок, выращенных на бумаге из углеродного волокна, для создания высокопроизводительных псевдоконденсаторов. Nano Lett. 14, 831–838. DOI: 10.1021 / nl404199v

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сяо, Ю., Ли, С. Х., и Сунь, Ю. К.. (2017). Применение сульфидов металлов в ионно-натриевых батареях. Adv. Energy Mater. 7: 1601329.DOI: 10.1002 / aenm.201601329

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xu, X., Yu, D., Zhou, H., Zhang, L., Xiao, C., Guo, C., et al. (2016). Нанолисты MoS ₂ , выращенные на аморфных углеродных нанотрубках для увеличения накопления натрия. J. Mater. Chem. А 4, 4375–4379. DOI: 10.1039 / C6TA00068A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ян Б., Ли X., Бай З., Линь Л., Чен Г., Сонг X. и др. (2017). Превосходное хранение натрия в новых наночастицах VO ₂ , инкапсулированных в смятый восстановленный оксид графена. J. Mater. Chem. А 5, 4850–4860. DOI: 10.1039 / C6TA10309J

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янь, Й., Инь, И-Х., Го, И-Г., И Ван, Л-Дж. (2014). Иерархически пористый композит углерод / графен в виде сэндвича в качестве высокоэффективного анодного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Adv. Energy Mater. 4: 1301584. DOI: 10.1002 / aenm.201301584

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг, К., Лян, X., Оу, X., Чжан, К., Чжэн, Х.С., Zheng, F., et al. (2019). Гетероструктурированный бинарный сульфид в форме нанокубика (SnCo) S ₂ , чередующийся с S-легированным графеном, в качестве высокоэффективного анода для усовершенствованных аккумуляторов Na ⁺ . Adv. Функц. Матер. 29: 1807971. DOI: 10.1002 / adfm.201807971

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Янг Дж., Ма, М., Сунь, К., Чжан, Ю., Хуанг, В., и Дун, X. (2015). Гибридные NiCo ₂ S ₄ @MnO ₂ гетероструктуры для электродов высокоэффективных суперконденсаторов. J. Mater. Chem. А 3, 1258–1264. DOI: 10.1039 / C4TA05747C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юн Д. Х., Штауфер С. К., Сяо П., Парк Х., Нам Й., Долокан А. и др. (2016). Простой синтез композитов нанокристаллического сульфида олова / восстановленного оксида графена, легированного азотом, в качестве анодов литий-ионных аккумуляторов. ACS Nano 10, 10778–10788. DOI: 10.1021 / acsnano.6b04214

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Д.J., Yuan, Y.F., Zhang, D., Yin, S.M., Lin, J.X., Rong, Z., et al. (2016). Массив никель-кобальт-сульфидных нанотрубок на никелевой пене в качестве анодного материала для современных литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 198, 280–286. DOI: 10.1016 / j.electacta.2016.01.189

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю. Л., Чен Г. З. (2020). Супераккумуляторы как высокоэффективные электрохимические накопители энергии. Electrochem. Energy Rev 3, 85–89. DOI: 10.1007 / s41918-020-00063-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Н., Чжу, М.К., и Чен, Д. (2015). Гибкие твердотельные асимметричные суперконденсаторы с трехмерными электродами из CoSe ₂ / углеродная ткань. J. Mater. Chem. А 3, 7910–7918. DOI: 10.1039 / C5TA00725A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю., X. Y., и Дэвид Лу, X. W. (2018). Смешанные сульфиды металлов для электрохимического накопления и преобразования энергии. Adv. Energy Mater. 8: 1701592. DOI: 10.1002 / aenm.201701592

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ю, Х-У., Ю., Л., и Лу, X. W. D. (2016). Полые наноструктуры сульфидов металлов для электрохимического накопления энергии. Adv. Energy Mater. 6: 1501333. DOI: 10.1002 / aenm.201501333

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, K., Park, M., Zhou, L., Lee, G.H., Shin, J., Hu, Z., et al. (2016). Легированные кобальтом наносферы FeS ₂ с полной растворимостью в твердых веществах в качестве высокоэффективного анодного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Angew. Chem. Int. Эд. Англ. 55, 12822–12826.DOI: 10.1002 / anie.201607469

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан, К., Сунь, Ю., Чжан, В., Го, Дж., И Чжан, X. (2019). VMo с межслойным расширением ₂ S ₄ нанолистов на RGO для быстрого и быстрого хранения лития и натрия. J. Alloys Compd. 772, 178–185. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2018.09.082

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, L., Wu, H. B., Yan, Y., Wang, X., and Lou, X. W. (2014).Иерархические микробоксы MoS ₂ , построенные из нанолистов с улучшенными электрохимическими свойствами для хранения лития и расщепления воды. Energy Environ. Sci. 7, 3302–3306. DOI: 10.1039 / C4EE01932F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhang, Y., Wang, P., Yin, Y., Zhang, X., Fan, L., Zhang, N., et al. (2019). Гетероструктурированные полые нанобоксы SnS-ZnS @ C, залитые в графен, для высокоэффективных литиевых и ионно-натриевых батарей. Chem. Англ.J. 356, 1042–1051. DOI: 10.1016 / j.cej.2018.09.131

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжан З., Ли З. и Инь Л. (2018). Полая призма NiCo ₂ S ₄ , соединенная между собой восстановленным оксидом графена в качестве высокоэффективного анодного материала для натриевых и литий-ионных батарей. N. J. Chem. 42, 1467–1476. DOI: 10.1039 / C7NJ03581K

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжао, Ю., и Мантирам, А. (2015).Bi _0,94 Sb _1,06 S ₃ кластерные аноды с наностержнями для натрий-ионных аккумуляторов: повышенная обратимость за счет синергетического эффекта твердого раствора Bi ₂ S ₃ -Sb ₂ S ₃ . Chem. Матер. 27, 6139–6145. DOI: 10.1021 / acs.chemmater.5b02833

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zheng, P., Dai, Z., Zhang, Y., Dinh, K. N., Zheng, Y., Fan, H., et al. (2017). Масштабируемый синтез графеновых композитов, легированных SnS ₂ / S, для создания превосходных Li / Na-ионных аккумуляторов. Наноразмер 9, 14820–14825. DOI: 10.1039 / C7NR06044K

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжун, Дж., Сяо, X., Чжан, Ю., Чжан, Н., Чен, М., Фань, X., и др. (2019). Рациональная конструкция композита Sn-Sb-S со структурой, напоминающей гортензию, в качестве перспективного анодного материала для натриево-ионных аккумуляторов. J. Alloys Compd. 793, 620–626. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2019.04.232

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу, Дж., Цинь, Дж., Го, Л., Чжао, Н., Ши, К., и Лю, Э. З. (2016). Масштабируемый синтез высококачественных нанолистов из дихалькогенидов переходных металлов и их применение в качестве анодов натрий-ионных аккумуляторов. J. Mater. Chem. А 4, 17370–17380. DOI: 10.1039 / C6TA07425A

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжоу, К., Лю, Л., Хуан, З., И, Л., Ван, X., и Цао, Г. (2016). Co ₃ S ₄ @ полианилиновые нанотрубки в качестве высокоэффективных анодных материалов для ионно-натриевых батарей. J. Mater. Chem. А 4, 5505–5516. DOI: 10.1039 / C6TA01497F

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhu, Y., Nie, P., Shen, L., Dong, S., Sheng, Q., Li, H., et al. (2015). Высокая производительность и превосходная циклическая стабильность цветочного анода Sb ₂ S ₃ для ионно-натриевых батарей большой емкости. Наноразмер 7, 3309–3315. DOI: 10.1039 / C4NR05242K

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Исследование процесса окисления биметаллических частиц в трех измерениях на наноуровне

Характеристика частиц Ni-Co до и после окисления

Частицы Ni-Co, выращенные на углеродных нанотрубках (УНТ), были синтезированы с помощью стратегии реакции восстановления пропиткой.Сравнение частиц Ni – Co до и после окисления на воздухе показано на рис. 1. Трехмерная внутренняя структура частиц реконструирована с помощью широкоугольной кольцевой сканирующей электронной микроскопии в темном поле (HAADF-STEM) томографии. На рис. 1а представлен объемный рендеринг трехмерной реконструкции нетронутой частицы. Это показывает, что чистая частица имеет твердую структуру с огранением граней. (Двумерная морфология и распределение частиц также показаны на дополнительном рис.1а, б). Картирование спектроскопии потерь энергии электронов STEM (EELS) на рис. 1b показывает смешение никеля и кобальта в ансамбле частиц, что указывает на образование сплава Ni-Co. Атомные отношения между Ni и Co рассчитываются с использованием континуальной части кромок L _2,3 никеля и кобальта с удалением множественного рассеяния от каждой частицы, показанной на рис. 1b. Статистические данные показаны на дополнительном рис. 1d, а среднее измеренное соотношение составляет Ni: Co = 1,90 ± 0,09, что близко к номинальному значению, 2.Индексированные пики рентгеновской дифракционной картины на дополнительном рис. 1e соответствуют гранецентрированной кубической (ГЦК) структуре, которая согласуется с анализом выбранной области электронной дифракции (SAED) на дополнительном рис. 1c. Это указывает на то, что атомы Co занимают случайные позиции замещения, что приводит к образованию сплава Co с ГЦК Ni ₂ ¹⁷ . После нагревания при 450 ° C на воздухе в течение часа частицы Ni ₂ Co полностью окислились. Рисунок 1c показывает, что трехмерная наноструктура частиц имеет ряд внутренних полостей и пустот.Составное распределение никеля и кобальта для большого количества наночастиц показано на рис. 1г. Следует отметить, что частицы оксида покрыты обогащенным кобальтом поверхностным слоем, что указывает на присутствие сегрегации кобальта.

 RobotPoweredHome поддерживает считыватели. Когда вы покупаете по ссылкам в моем блоге, я могу получать партнерскую комиссию.Как партнер Amazon, я зарабатываю на соответствующих покупках.