化學吹制3D碳納米片框架，以提高鋰存儲

材料牛注：大連理工大學的研究小組通過金屬鹽輔助的聚合物吹塑方法，開發出了一種高效合成3D摻雜N的碳納米片框架的方法，產品具有堅固的結構和緊密的結構互連性，可提高鋰的存儲。

鋰離子電池已經成功為數百萬個便攜式電子設備供電。然而，作為現有技術水平的電極材料，其性能接已接近極限。化石燃料的快速消耗及相關環境問題正不斷推動人們尋找能為下一代電池有效儲存并輸送更多能量的新材料。

石墨烯在與電池、超級電容器以及太陽能電池等與能量相關的應用中顯示出了巨大的潛力。然而，由于成本過高，其實際應用受到了極大的限制。另一方面，石墨烯本身不能為鋰的嵌入提供足夠的活性位點，因此應通過復雜工藝與金屬氧化物、硅、硫或雜原子（例如N，S等）等活性材料結合，以實現高容量的鋰存儲能力。這些問題引起了人們開發石墨烯替代物的極大興趣，不僅能夠平衡成本和性能，還能夠提高能量存儲技術。

大連理工大學的研究小組開發出了一種高效合成3D摻雜N的碳納米片框架的方法。這種框架具有金屬納米顆粒或多種中空納米結構，可用于鋰的高效存儲。金屬負載的碳納米片框架的合成通過金屬鹽輔助的聚合物吹塑方法實現。這種自上而下的方法使其產品具有堅固的結構和緊密的結構互連性，而這在石墨烯自下而上構造的3D結構中是難以實現的。金屬負載的碳納米片框架為通過后氧化或化學蝕刻法構建具有金屬氧化物中空納米結構或納米尺寸碳空心殼的3D碳納米片框架提供了有吸引力的結構平臺。

這些結構將中空納米結構的優點（表面積大、擴散長度短、結構穩定性強等）集成到具有宏—中 —微孔分層結構的3D碳框架中。當這些材料分別作為鋰離子電池和鋰—硫電池中的陽極或陰極材料時，其協同效應會實現卓越的高倍率性能，并且經過500次充放電循環之后仍可以有很高的容量保持率。

原文鏈接：Chemically blowing 3D carbon nanosheet frameworks to boost lithium storage。

文獻鏈接：A Top-Down Strategy toward 3D Carbon Nanosheet Frameworks Decorated with Hollow Nanostructures for Superior Lithium Storage。

本文由編輯部楊浩提供素材，王冰編譯，點我加入材料人編輯部。