ZnFe2O4@Ti3C2Tx复合材料的制备和储锂性能

张伟, 李少青, 张沿江, 刘翔, 周耐根

南昌大学学报(工科版) ›› 2024, Vol. 46 ›› Issue (04) : 478-485. DOI: 10.13764/j.cnki.ncdg.20241224.001

ZnFe2O4@Ti3C2Tx复合材料的制备和储锂性能

  • 张伟, 李少青, 张沿江, 刘翔, 周耐根
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摘要

高比容量和高稳定的负极材料一直是锂离子电池领域里追求的目标。本研究通过将高比容量的双金属氧化物ZnFe2O4和分散性好的Ti3C2Tx MXenes材料复合,成功开发了一种高性能复合负极材料。结构分析结果表明,ZnFe2O4@Ti3C2Tx复合负极材料被成功制备,尺寸在100nm左右的ZnFe2O4颗粒均匀地分布在片层状MXenes的表面。电化学性能测试结果表明,复合材料的初始可逆比容量达641.6mA·h·g-1,首次库伦效率为62.4%。在0.1A·g-1下电极循环100圈后,容量可以稳定在584.9mA·h·g-1。在1A·g-1大电流密度下循环300圈,容量仍有508.1mA·h·g-1。ZnFe2O4@Ti3C2Tx复合负极材料的高比容量主要来自于ZnFe2O4的转化反应和合金反应,而MXenes层则起到分散和缓解其膨胀应力的作用,两者协同提升了复合材料的整体性能。随着ZnFe2O4的含量增加,复合负极材料的比容量升高,但循环稳定性却有所下降。

关键词

ZnFe2O4@Ti3C2Tx / 复合材料 / 材料制备 / 储锂性能

中图分类号

TB332 / TM912

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张伟, 李少青, 张沿江, 刘翔, 周耐根. ZnFe2O4@Ti3C2Tx复合材料的制备和储锂性能. 南昌大学学报(工科版). 2024, 46(04): 478-485 https://doi.org/10.13764/j.cnki.ncdg.20241224.001

基金

国家自然科学基金资助项目(52062035)

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