Small Methods: Mo2C纳米点锚定的多孔氮掺杂碳纳米管微球用于稳定高倍率锂离子电池

近些年来,由于锂离子电池具有高的能量密度、循环寿命长及环境友好等优点,已经被广泛应用在可移动电子设备和新能源汽车。然而,目前最常用的商业化石墨负极材料,由于比容量低(~372 mAh g-1)、倍率性能差等缺点,仍难以满足应用需求。因此,开发新型高能量密度、长循环寿命、高倍率性能和可大规模生产的负极材料,显得尤为重要。Mo2C由于其高电导率和物理、化学稳定性受到了研究人员的广泛关注。但是,如何高效、大规模制备Mo2C纳米点,仍是一个有待解决的问题。

近日,Small Methods在线发表了来自电子科技大学何伟东教授与陈远富教授课题组的工作。他们通过商业化的喷雾干燥法宏量制备出氮掺杂碳纳米管多孔导电网络负载的Mo2C纳米材料(Mo2C@CNT)。由于碳纳米管的化学惰性,以碳纳米管为碳源制备出的Mo2C具有非常小的尺寸(小于5 nm),同时Mo2C纳米点均匀镶嵌在氮掺杂碳纳米管上,因此有效的提高了电荷传导率,增加了电极材料在充放电过程中的稳定性。作者们将Mo2C@CNT应用在锂离子电池负极材料,并首次通过原位拉曼光谱对充放电充放电过程中电化学反应机制进行了研究。实验结果表明,Mo2C@CNT具有优异的循环稳定性和倍率性能,在8A 和16A g-1在大电流密度下,能提供460 mAh g-1 和 190 mAh g-1的高比容量。在倍率充放电后,Mo2C@CNT依然可以在1.6 A g1的电流密度下稳定循环1000圈。该研究为金属碳化物纳米点材料的宏量制备提供了一种高效的通用方法,可广泛拓展应用于储能及催化领域。

相关工作以 “Mo2C Nanodots Anchored on N-Doped Porous CNT Microspheres as Electrode for Efficient Li-Ion Storage”为题发表在Small Methods上(DOI: 10.1002/smtd.201800287)。