수성 나트륨 이온 배터리(ASIB)는 나트륨의 풍부한 자원과 전해질의 효율성 및 안전성으로 인해 유망한 새로운 에너지 저장 시스템 중 하나입니다. 여기에서는 Na4가 있는 ASIB 시스템을 보고합니다. Mn9 O18 /카본 나노튜브(NMO/CNT)를 음극으로, 금속 Zn을 양극으로, 새로운 Na + /Zn 2+ 전해질로 혼합 이온. 미세구형 구조의 NMO/CNT는 간단한 분무 건조 방법으로 제조됩니다. 준비된 배터리는 높은 가역적 비용량과 안정적인 사이클성을 제공합니다. 또한 배터리는 53.2mAh g −1 의 안정적인 가역 방전 용량을 보여줍니다. 150주기 후에 4C의 높은 전류 속도에서도 마찬가지입니다. 우리의 결과는 NMO/CNT 합성물이 ASIB에 대한 유망한 전극 음극 재료임을 확인시켜줍니다.
<섹션 데이터-제목="배경">리튬 이온 배터리(LIB)는 휴대용 전자 장치에 적용할 수 있는 유망한 전원으로 간주됩니다[1, 2]. 특히, 다양한 수성 LIB 시스템은 저렴한 비용, 안전성 및 높은 속도 성능으로 인해 점점 더 주목을 받고 있습니다[3]. 1994년 Dahn 그룹은 처음으로 수성 LIB 시스템을 제안했습니다[4]. 그 이후로 LiFePO4와 같은 많은 전극 재료가 [5], LiMn2 O4 [6], LiCoO2 [7] 개발되었다. 그럼에도 불구하고 이전 보고서에서는 양극으로 리튬 물질에 초점을 맞췄습니다. 그러나 리튬은 지각에 풍부하지 않기 때문에 잠재적으로 비용이 증가하고 대규모 구현이 축소될 수 있습니다[8].
수성 나트륨 이온 배터리(ASIB)는 우수한 화학적 특성과 나트륨의 저렴한 가격으로 인해 수성 LIB의 대체물로 많은 주목을 받았습니다. 현재 Na3와 같은 다양한 나트륨계 물질 V2 (PO4 )3 [9], 나2 FeP2 O7 [10], 나2 CuFe(CN)6 [11] 및 Na4 Mn9 O18 ASIB의 활물질로 개발되었다[12]. 그 중 나4 Mn9 O18 (NMO)는 MnO6에 의해 형성된 두 가지 유형의 터널(S형 및 O형)이 있습니다. 팔면체 및 MnO5 사각 피라미드. 두 개의 나트륨 사이트는 큰 S형 터널을 차지하고 하나의 나트륨 사이트는 더 작은 O형 터널을 차지합니다[13]. NMO의 이러한 터널은 나트륨 이온의 전달에 도움이 됩니다. 그러나 큰 Na + 의 삽입/추출 동안 NMO의 낮은 전도도 및 엄청난 부피 팽창 활성 물질의 분쇄로 인해 ASIB에서 음극으로의 적용이 저해됩니다. [14,15,16]. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 접근 방식이 개발되었습니다. 효과적인 방법 중 하나는 부피 변화를 완충하는 동시에 전극의 전기 전도도를 향상시킬 수 있는 전도성 및 화학적 안정성이 뛰어난 탄소 재료로 합성하는 것입니다[17, 18]. 최근에는 다공성 탄소[19], 구형 탄소[20], 그래핀[21], 탄소나노튜브[3, 22]와 같은 나노구조 탄소재료가 활물질 지지체로 널리 사용되고 있다. 다양한 기판 중에서 탄소나노튜브는 전도성 골격을 형성할 수 있으며, 이는 전자의 전달 경로를 증가시키고 재료의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다[23]. 또한 입자 크기, 미세한 형태 및 비표면적과 같은 양극 재료의 구조는 전지의 전기화학적 성능에 심각한 영향을 미친다[24]. 불규칙한 분말과 비교하여 좁은 크기 분포를 가진 미세 구형 분말은 높은 탭 밀도로 인해 우수한 전기 화학적 특성을 나타냅니다. 분무 건조는 미세한 다성분 및 균질한 구형 분말을 합성하는 효과적인 방법입니다[25]. LiFePO4와 같은 미세 구형 구조의 복합 샘플 /C 및 Li4 Ti5 O12 /C[24, 26]는 분무 건조로 합성되어 리튬 이온 배터리에 사용되지만 분무 건조 기술은 나트륨 이온 배터리에서 거의 사용되지 않습니다.
이 작업에서 우리는 처음으로 Na4의 준비를 보고합니다. Mn9 O18 /탄소나노튜브(NMO/CNT) 복합재료는 분무건조법을 통해 미세구형 구조를 갖는다(그림 1). 그런 다음 ASIB는 음극으로 NMO/CNT, 새로운 Na + 로 구성되었습니다. /Zn 2+ 전해질로 혼합 이온, 양극으로 아연 금속. 이 새로운 배터리 시스템에서 음극으로 생성된 NMO/CNT 복합재의 전기화학적 특성이 조사되었습니다.
<그림>
NMO/CNT의 개략도
NMO/CNT 복합 전구체는 먼저 다음과 같이 제조되었습니다. 4.0mg의 CNT 수성 분산액(9wt%, Timesnano, Chengdu)을 30mL의 0.1M KMnO4에 첨가했습니다. 및 교반 하에 3.0M NaOH 수용액. 그런 다음 0.28M MnSO4 30mL 위의 혼합용액에 용액을 떨어뜨렸더니 갑자기 갈색 침전이 생겼다. 생성된 침전물을 원심분리법으로 얻었고 24시간 동안 방치하여 습식 노화 샘플을 형성했습니다. 다음으로, 4g의 습식 노화 샘플을 100mL의 15M NaOH 용액에 첨가하고 25분 동안 교반하여 암갈색 현탁액을 형성하였다. 마지막으로 Teflon 라이너가 있는 150mL 스테인리스강 오토클레이브를 사용하여 현탁액을 180°C에서 24시간 동안 가열했습니다. NMO/CNT 복합 전구체를 탈이온수로 반복적으로 세척하고 공기 중에서 80°C에서 건조했습니다.
NMO/CNT 합성물을 준비하기 위해 0.6g의 NMO/CNT 전구체를 150mL의 탈이온수에 15분 동안 초음파 초음파 처리하여 첨가하여 갈색 현탁액을 형성했습니다. 현탁액을 6mL min -1 에서 연동 펌프로 분무 건조기(HOLVES, Beijing)에 첨가했습니다. . 그런 다음 분무 압력이 0.8MPa이고 출구 온도가 110°C인 2유체 노즐을 적용하여 205°C에서 분무했습니다. 얻어진 분말은 원하는 미세구형 구조의 NMO/CNT 복합체이다. CNT가 없는 기준 NMO 입자는 동일한 조건에 따라 제조되었습니다.
제조된 시료의 X선 분말 회절(XRD) 날짜는 Cu Kα 방사선을 이용한 X선 회절(XRD, D8 Discover, Bruker)로 측정하였다. 열중량 측정(TG, SDT Q-600, TA Instruments-Waters LLC) 분석은 25~1000°C에서 10°C min -1 가열 속도로 수행되었습니다. 공기 중. 라만 분광법은 532nm 아르곤 이온 레이저와 함께 Jobin-Yvon T6400 Micro-Raman 시스템을 사용하여 수행되었습니다. 주사 전자 현미경(SEM) 분석은 Hitachi Limited S-4800 주사 전자 현미경으로 수집되었습니다. 샘플의 내부 구조와 SAED(선택 영역 전자 회절)는 160kV에서 JEOL JEM-2800 고해상도 투과 전자 현미경(HR-TEM)을 사용하여 연구되었습니다. 전해질의 Mn 함량은 유도 결합 플라즈마 광학 방출 분광법(ICP-OES, PRODIGY XP, LEEMON)으로 측정했습니다.
NMO/CNT 복합 전극을 준비하기 위해 먼저 N에서 80중량%의 준비된 샘플, 10중량%의 아세틸렌 블랙 및 10중량%의 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)를 혼합하여 슬러리를 준비했습니다. -메틸-2-피롤리돈(NMP). 상기 슬러리를 탄소박 집전체 상에 균일하게 도포하고 75℃에서 12시간 동안 건조시켰다. 위의 탄소 포일과 Zn 금속 포일을 각각 직경 15mm의 원형 디스크로 절단하여 음극과 양극으로 사용했습니다. 1M Na2를 포함하는 용액 SO4 및 0.5M ZnSO4 pH =4인 것을 전해질로 사용하고 흡수 유리 매트(NSG Corporation)를 분리기로 적용했습니다[27, 28]. 2025년 코인형 배터리는 전기화학 테스트 전에 대기 분위기에서 조립되었습니다. 충전/방전 사이클링 성능은 1–1.85V의 전위 범위(vs. Zn 2+ )에서 배터리 테스트 시스템(Neware, Shenzhen)에서 조사되었습니다. /Zn). 순환 전압전류법(CV)은 1–2V의 전위 범위(vs. Zn 2+ )에서 전기화학 워크스테이션(Princeton, VersaSTAT 4)에 의해 수행되었습니다. /Zn). 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)은 0.01~100kHz의 주파수 범위에서 전기화학적 워크스테이션(Princeton, VersaSTAT 4)을 사용하여 수행되었습니다.
NMO/CNT 및 NMO의 XRD 패턴은 그림 2a에 나와 있습니다. 두 XRD 패턴 모두 NMO의 단계와 잘 일치하며(JCPDS #27-0750) [29] 열수 및 분무 건조 방법이 Na4 합성에 유효한 경로임을 나타냅니다. Mn9 O18 - 기반 재료. NMO/CNT의 XRD 패턴은 ca. NMO/CNT 합성물의 26°와 44°는 각각 CNT의 흑연 평면(004)과 (102)와 관련이 있으며[30, 31], 이는 NMO/CNT 합성물이 성공적으로 준비되었음을 시사합니다.
<그림> 아 NMO/CNT 및 NMO의 XRD 패턴. ㄴ NMO/CNT 및 NMO의 라만 스펙트럼. ㄷ 공기 중에서 10°C/min의 가열 속도에서 NMO/CNT 합성물의 TG 곡선
그림 2b는 NMO/CNT 합성물과 순수 NMO 샘플의 라만 스펙트럼을 보여줍니다. 약 600~650cm의 넓은 봉우리 −1 이는 Mn-O 밴드의 신축 진동과 관련이 있을 수 있습니다[23]. NMO/CNT의 스펙트럼은 약 1347cm −1 에 위치한 두 개의 넓고 강한 피크를 보여줍니다. (D-밴드) 및 1575cm −1 (G 밴드), CNT의 흑연 탄소에 해당 [32, 33]. 라만 결과는 준비된 NMO/CNT가 순수한 CNT와 결정질 NMO 나노입자로 구성되어 있음을 확인시켜줍니다. NMO/CNT 합성물에서 CNT의 실제 함량은 기류에서 TG 분석으로 측정하였다. 그림 2c에서 볼 수 있듯이 220°C에서 NMO/CNT의 첫 번째 무게 손실은 흡착된 물 분자의 증발로 인해 발생합니다. 350~500°C에서 발생하는 다음과 같은 주요 중량 손실은 CNT 연소와 관련이 있습니다. NMO/CNT 합성물의 TG 곡선을 기반으로 합성물의 실제 NMO 함량은 87wt%로 계산됩니다.
SEM 및 TEM은 샘플의 형태를 결정하는 데 사용되었습니다. 그림 3a는 직경이 약 5-7μm인 균일한 미세구를 관찰할 수 있는 NMO/CNT 합성물의 SEM 이미지를 보여줍니다. 그림 3a의 삽입도에서 구체 중 하나가 확대되고 얽힌 CNT가 관찰될 수 있습니다. CNT 네트워크는 막대 구조의 NMO를 포착할 수 있기 때문에 매우 중요합니다. 그림 3b는 NMO/CNT 합성물의 TEM 이미지를 보여줍니다. 더 명확하게, NMO/CNT의 가교 상태를 관찰할 수 있습니다. 직경이 약 30~50nm인 막대 모양의 NMO는 복합 음극 재료의 전기 전도성을 향상시킬 수 있는 CNT로 함께 감겨 있습니다. 그림 3c는 NMO의 (200) 및 CNT의 (004)에 각각 해당하는 0.45 및 0.33 nm의 줄무늬 간 거리를 갖는 격자 무늬를 보여줍니다. SAED 패턴(그림 3d)은 NMO의 단결정 특성을 나타내어 NMO의 높은 결정성을 나타냅니다. 그리고 SAED 패턴에서도 CNT의 균질한 회절 고리를 관찰할 수 있는데, 이는 NMO가 간단한 분무 건조 방법으로 CNT와 성공적으로 합성되었음을 확인시켜줍니다.
<그림>
NMO/CNT의 형태와 구조. 아 SEM 이미지; ㄴ TEM 이미지; ㄷ HRTEM 이미지; d SAED 패턴
그림 4a는 0.1mV s −1 의 산 속도로 NMO/CNT 합성물을 음극으로 사용한 전지의 CV 곡선을 보여줍니다. . CV 곡선은 약 1.20 및 1.37V에서 두 개의 감소 피크를 보여줍니다(vs. Zn 2+ /Zn) 및 약 1.53V에서 산화 피크 1개(vs. Zn 2+ /Zn) 초기 주기 동안. 초기 사이클의 산화 피크는 나머지 스캔/사이클에 비해 하나의 더 높은 피크 전류를 나타냅니다. 이는 Na 이온이 NMO/CNT 재료에서 추출될 때 변형을 적응시키기 위한 초기 다중 원자 상 전이 때문일 수 있습니다. 첫 번째 주기에서 어느 정도 비가역성을 나타냅니다[34]. 다음 주기의 경우 데이터는 약 1.50/1.20V 및 1.62/1.37V(vs. Zn 2+ /Zn), 각각. 이들은 수성 전해질에서 NMO의 사방정계 결정 구조로/내로 Na 이온의 탈삽입 및 삽입과 관련이 있습니다. 충전 과정에서 Na 이온은 NMO/CNT 캐소드에서 전해질로 추출되고, 이는 Zn 이온이 아연 애노드 표면에 침착되는 동안 전자의 방출을 동반합니다. 전지가 방전되면 양극의 아연은 전자를 잃고 전해질에 용해되고 음극에서는 그 반응이 역전되어 음극에 Na 이온이 삽입되어 NMO/CNT를 형성한다[35]. 이러한 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
$$ {\displaystyle \begin{배열}{l}\mathrm{양극}\ \mathrm{반응}:{\mathrm{Zn}}^{2+}+2{\mathrm{e}}^{-} \iff \mathrm{Zn}\\ {}\mathrm{음극}\ \mathrm{반응}:{\mathrm{Na}}_4{\mathrm{Mn}}_9{\mathrm{O}}_{18} \iff {\mathrm{Na}}_{4-x}{\mathrm{Mn}}_9{\mathrm{O}}_{18}+x{\mathrm{Na}}^{+}+x{ \mathrm{e}}^{-}\\ {}\mathrm{총계}\ \mathrm{반응}:2{\mathrm{Na}}_4{\mathrm{Mn}}_9{\mathrm{O}} _{18}+x{\mathrm{Zn}}^{2+}\iff 2{\mathrm{Na}}_{4-x}{\mathrm{Mn}}_9{\mathrm{O}}_ {18}+2x{\mathrm{Na}}^{+}+x\mathrm{Zn}\end{array}} $$
NMO/CNT 전극의 전기화학적 성능. (a) 0.1mV s −1 스캔 속도에서 NMO/CNT 전극의 CV 동작 . (b) 4C에서 1차, 2차, 3차, 4차 사이클에 대한 NMO/CNT 전극의 방전/충전 전압 프로파일
약 2V에서 약한 산화 피크(Zn 2+ 대비) /Zn)은 전해질에서 물의 분해와 관련이 있다[27]. 주기가 증가함에 따라 산화환원 피크의 전위는 안정적인 경향이 있습니다. 대칭 피크는 Na 이온 탈삽입/삽입 프로세스가 가역성이 높은 것으로 간주될 수 있음을 보여줍니다. NMO 물질의 경우 Mn 2+ 의 지속적인 용해로 인해 용량 감소가 발생한다고 보고되었습니다. Mn 3+ 의 불균형 반응 시 Mn 2+ 으로 및 Mn 4+ [29]. 이 현상이 우리 배터리에 미치는 영향을 평가하기 위해 전해질의 Mn 이온 함량을 ICP-OES로 측정했습니다. 활성 물질 0.12g과 접촉하는 전해질 25mL의 Mn 이온 농도는 표 1과 같이 다양한 산성 환경에서 측정되었습니다.
이 실험의 결과는 pH가 증가함에 따라 Mn 이온의 함량이 감소함을 보여주었다. 따라서 전해질의 pH는 4[36]로 설정하여 위에서 언급한 불균등화 반응을 억제하고 Mn 용해를 감소시킨다.
정전류 방전/충전은 Na 저장 능력을 측정하기 위해 수행되었습니다. CV 곡선에서 우리는 물 분해 반응을 방지하기 위해 전압이 2V 미만이어야 함을 배웠습니다. 그림 4b는 1–1.85V의 전위 범위(vs. Zn 2+ )에서 4C에서 초기 4주기 동안 NMO/CNT 전극의 방전/충전 곡선을 보여줍니다. /Zn). 첫 번째 주기에서 충전 용량은 35.8mAh g −1 에 불과합니다. 상당한 해당 방전 용량은 85.6mAh g −1 입니다. . 따라서 초기 사이클에서 쿨롱 효율은 239.4%로 100%보다 훨씬 큰데, 이는 간질수의 분해와 낮은 Na 이온 함량에 기인한다[37]. 첫 번째 주기 후 잠재적인 안정기는 추가 주기에서 잘 유지되었습니다. 약 1.37 및 1.2V(vs. Zn 2+ /Zn) 방전 곡선 및 약 1.50 및 1.62V에서 두 개의 안정기(vs. Zn 2+ /Zn), 이는 2차, 3차 및 4차 CV 주기에 해당합니다.
그림 5a는 4C 속도에서 NMO 및 NMO/CNT 전극의 사이클링 성능을 보여줍니다. NMO 및 NMO/CNT의 초기 방전 용량이 62.7 및 85.6mAh g −1 만큼 높음을 알 수 있습니다. , 각각. 두 개의 서로 다른 전극의 용량은 초기 주기의 비가역적 반응과 관련된 처음 몇 주기에서 급격히 떨어졌습니다. 그런 다음 연속 주기 동안 전극의 용량이 안정화됩니다. NMO/CNT 전극의 쿨롱 효율은 점차적으로 100%에 접근하고 다음 주기 동안 일정하게 유지됩니다. NMO/CNT 전극의 경우 53.2mAh g −1 의 가역 용량을 제공합니다. 150 사이클 후 NMO 전극보다 우수(40mAh g −1 ). 높은 방전 비 용량은 CNT 전자 전송 네트워크의 도입으로 인해 발생할 수 있으며, 이는 전하 이동 및 위상 진화를 촉진합니다. 또한 CNT는 Na + 에 대한 응력과 변형을 완충할 수 있습니다. 유연하기 때문에 이온 탈삽입/삽입이 가능합니다[23]. 또한 NMO/CNT의 구형 구조는 Na 이온과 전해질의 빠른 확산을 제공할 수 있습니다. NMO/CNT의 전기화학적 성능 향상은 또한 적절한 전해질의 사용에 기인할 수 있습니다. 비교를 위해 1M Na2로 셀을 조립했습니다. SO4 전해질로 수용액. 이 전지는 약 24mAh g −1 의 가역 방전 용량을 제공했습니다. 150 사이클 후(그림 5b), 즉, ZnSO4가 없을 때 시스템의 가역 용량이 크게 감소했습니다. 전해질에서.
<그림>
4C의 사이클링 공연 a NMO 및 NMO/CNT 전극의 사이클링 성능 비교 및 NMO/CNT 전극의 쿨롱 효율. ㄴ 1M Na2가 포함된 NMO/CNT 전극의 사이클링 성능 및 쿨롱 효율 SO4 전해질. ㄷ 분무 건조 방식과 볼 밀링 방식을 통한 NMO/CNT 전극의 사이클링 성능 비교
NMO/CNT 합성물의 전기화학적 성능에 대한 형태의 긍정적인 영향을 설명하기 위해 비구형 NMO/CNT 합성물을 간단한 볼 밀링 방법을 통해 합성했습니다. 87:13의 중량비를 가진 NMO와 CNT를 400rpm에서 6시간 동안 볼 밀링하여 혼합하여 이 기준 복합 재료를 얻었습니다. 이 복합재의 전기화학적 성능은 분무 건조에 의한 구형 NMO/CNT 복합재의 성능과 함께 그림 5c에 나와 있습니다. 비구형 NMO/CNT는 구형 NMO/CNT 합성물에 비해 분무 건조에 의한 방전 용량이 현저히 낮음을 알 수 있다. 그림 5c에서 순수 CNT에 대한 전기화학적 데이터는 전지 용량에 대한 기여도를 평가하기 위해 포함되었습니다. CNT는 6.5mAh g −1 의 작은 가역 용량을 제공합니다. 4 C에서 총 용량에 크게 기여하지 않으며 주요 역할은 복합 전도성을 높이고 기계적 특성을 지원하는 것입니다.
NMO/CNT 복합재의 속도 성능을 입증하기 위해 1~4C의 다양한 전류 밀도에서 속도 성능을 테스트했습니다. 그림 6은 NMO/CNT 복합재가 96, 77, 66, 58의 가역 방전 용량을 제공함을 보여줍니다. mAh g −1 각각 1, 2, 3, 4C의 전류에서 중요한 것은 고전류 밀도 측정 후 전류 밀도가 1C로 돌아갔을 때 비용량이 거의 같은 수준으로 되돌아갔다는 것입니다. 보시다시피, 각 전류율에서 NMO의 가역 방전 용량은 NMO/CNT보다 낮았지만 전극도 50mAh g −1 의 가역 용량으로 거의 가득 차서 회복되었습니다. 이 결과는 NMO/CNT 합성물의 CNT가 향상된 가역 용량을 가질 뿐만 아니라 NMO 재료가 우수한 속도 성능을 나타낼 수 있는 높은 남용 내성을 가지고 있음을 나타냅니다. NMO 및 NMO/CNT 복합재료의 뛰어난 속도 성능은 Na 이온과 전해질의 질량 수송을 향상시킬 수 있는 미세구형 구조 때문일 수 있습니다.
<그림>
NMO 및 NMO/CNT 전극의 성능 평가 1~4C
10 5 의 주파수 범위에서 측정된 NMO 및 NMO/CNT 전극의 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) -0.01Hz는 그림 7에 표시되어 있습니다. 그림 7a의 삽입은 EIS에 맞게 적용된 간단한 등가 회로 모델입니다. R S 셀 구성 요소의 전해질 저항, R CT 전극-전해질 계면에서의 전하 이동 절차, Z와 관련이 있습니다. W 는 전극의 나트륨 이온 확산과 관련된 Warburg 임피던스이고 CPE는 이중층 커패시턴스와 관련이 있습니다[38]. 그림 7a와 같이 전하이동저항(R CT NMO/CNT 전극의 )은 133Ω이고 NMO(207Ω)보다 현저히 작은 값을 나타내어 CNT가 NMO/CNT 전극의 전기화학적 성능 향상에 유리함을 보여준다. 또한, NMO/CNT의 저항은 그림 7b와 같이 사이클이 진행됨에 따라 점차적으로 증가하는데, 이는 전극의 내부 활성화와 관련이 있으며, 이는 사이클링 성능 이미지에 해당한다(그림 5a). 50번째 사이클과 100번째 사이클의 EIS 스펙트럼은 거의 동일하며, 이는 사이클이 진행됨에 따라 저항이 상대적으로 안정적임을 시사합니다.
<그림>
(a) 새로운 주기에서 NMO 및 NMO/CNT 전극의 EIS 스펙트럼 및 플롯 피팅의 등가 회로 모델(삽입 ). (b) 새로운 셀, 10번째, 50번째 및 100번째 사이클에서 NMO/CNT 전극의 EIS 스펙트럼
표 2는 Na x에 대해 보고된 성능 데이터를 비교합니다. MnO2 -수성 나트륨 이온 배터리용 음극 기반. 본 연구에서 제조된 NMO/CNT 전극은 보고된 것보다 우수한 전기화학적 성능을 나타냄을 관찰할 수 있다. 4C의 높은 속도에서 전극은 53.2mAh g −1 의 향상된 방전 용량을 제공합니다. 더 작은 적용 전위 범위(1–1.85V). 이러한 결과는 NMO/CNT 합성물이 수성 나트륨 이온 배터리에 대한 유망한 음극임을 나타냅니다.
요약하면, NMO/CNT 입자는 분무 건조 방법으로 성공적으로 합성되었습니다. 또한 금속성 Zn과 NMO/CNT를 각각 음극과 양극으로 사용하는 수성 나트륨 이온 전지가 개발되었다. NMO/CNT 전극은 96mAh g −1 의 더 큰 방전 용량을 보여줍니다. 1C 속도 및 53.2mAh g −1 에서 NMO 전극과 비교하여 150회 전체 주기 후에도 4C 속도에서 NMO/CNT 복합재의 우수한 전기화학적 성능은 빠른 수송을 제공할 수 있는 구형 구조와 복합재의 전도성을 향상시킬 수 있는 CNT의 추가로 인해 발생할 수 있습니다. 전반적으로 NMO/CNT는 안전하고 효율적인 ASIB를 위한 유망한 양극 재료입니다.
수성 나트륨 이온 배터리
순환 전압전류법
전기화학 임피던스 분광법
고해상도 투과 전자 현미경
리튬 이온 배터리
나4 Mn9 O18
나4 Mn9 O18 /탄소 나노튜브
아니 -메틸-2-피롤리돈
폴리불화비닐리덴
선택된 영역 전자 회절
주사전자현미경
열중량
X선 분말 회절
나노물질
초록 공동9 S8 높은 나트륨 저장 성능, 쉬운 접근성 및 열안정성으로 인해 잠재적인 양극 재료입니다. 그러나 볼륨 확장은 개발에 큰 걸림돌입니다. 여기서 Co9를 포함하는 합성 S8 나노섬유 및 중공 Co9 S8 N, S 공동 도핑된 탄소 층(Co9 S8 @NSC)는 손쉬운 용매열 공정과 고온 탄화를 통해 성공적으로 합성됩니다. 탄소 코팅과 큰 비표면적 때문에 심한 체적 응력을 효과적으로 완화할 수 있습니다. 특히, N 및 S 헤테로원자가 탄소층에 도입되어 Na+ 탄소 표면의 흡착 및 확산, Co9 S8 @NSC는 더 많은 용량
초록 탄소 기반 재료는 나노 기술의 여러 분야에서 연구의 선봉입니다. 또한 크로마토그래피에서 고정상으로서의 역할이 관련성을 얻고 있습니다. 다중벽 탄소나노튜브(CNT)와 초상자성 산화철 나노입자로 구성된 재료를 혼합 모드 크로마토그래피 재료로 사용하기 위해 조사합니다. 아이디어는 상당한 압력 강하 없이 크로마토그래피 공정을 위한 안정적인 매트릭스로 CNT에 이온 교환 물질 산화철을 고정시키는 것입니다. 산화철 나노 입자가 합성되어 공침 경로를 통해 CNT를 장식하는 데 사용됩니다. 그들은 산화된 CNT의 벽에 결합하여 복합 재료를
