东北师范大学Xing-Long Wu课题组–在石墨烯纳米片上垂直生长的FeP@C纳米阵列

为了开发有希望的锂离子电池（LIBs）阳极材料，一种独特的纳米复合材料缩写为G⊥FP@C-NA，其中垂直生长在导电还原氧化石墨烯（G）网络上的碳包覆FeP纳米棒阵列（FP@C-NA）已经通过可扩展策略成功制备。受益于独特的结构，G⊥FP@C-NA表现出大大提高的电导率、结构稳定性和赝电容增强的锂储存超快电化学动力学。因此，G⊥FP@C-NA具有较高的锂储存容量（在50 mA/g下为1106 mA h/g）、出色的倍率性能（在5000 mA/g时为565 mA h/g）和当用作LIBs阳极材料时，优异的长期循环稳定性（500次循环后，500 mA/g下为1009 mA h/g，2000次循环后，2000 mA/g下为310 mA h/g）。正如所料，这种纳米阵列结构是有吸引力的，并且还可以扩展到用于各种能量存储系统的其他电极材料。

Figure 1. （a）G⊥FP@C-NA和U-FP@C形成过程的示意图；（b）P-G⊥FP@C-NA、（c）G⊥FP@C-NA、（d）P-U-F@C和（e）U-FP@C的SEM图像。

Figure 2. G-FP@C-NA纳米复合材料的（a）TEM图像、（b）HRTEM图像和（e）元素映射图；U-FP@C纳米复合材料的（c）TEM图像、（d）HRTEM图像和（f）元素映射图。

Figure 3. 在0.1 mV/s下，（a）G⊥FP@C-NA和（b）U-FP@C初始五个循环的CV曲线；在500 mA/g下，G⊥FP@C-NA和U-FP@C的（c）循环稳定性和（d）不同循环下的GCD曲线；（e）G⊥FP@C-NA在2000 mA h/g下的长期循环稳定性。

Figure 4. 在500 mA/g的电流密度下，130次循环后G⊥FP@C-NA和U-FP@C的（a）倍率性能和（b）不同电流密度下的GCD曲线；（c）比较G⊥FP@C-NA与近年来报道的其他FeP基阳极材料之间的速率能力。

Figure 5. （a）不同扫描速率下的CV曲线；（b）log（i）与log（v）的关系曲线；（c）不同扫描速率下的赝电容贡献;（d）G⊥FP@C-NA在1 mV/s的扫描速率下，具有赝电容部分的CV曲线。

Figure 6. 电子和离子传输的示意图以及G⊥FP@C-NA中锂化和脱锂状态之间的结构演变图。

相关研究成果于2019年由东北师范大学Xing-Long Wu课题组，发表在Nanoscale（DOI: 10.1039/c8nr08849g）上。原文：An FeP@C nanoarray vertically grown on graphene nanosheets: an ultrastable Li-ion battery anode with pseudocapacitance-boosted electrochemical kinetics。

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