土耳其萨班奇大学SUNUM纳米技术研究中心--高稳定性氧化石墨烯气凝胶支撑的超细氧化铁颗粒用作高性能锂离子电池阳极

这里，报道了一种简便的氧化还原沉积方法，用于构造部分还原的氧化石墨烯支撑的超细Fe3O4颗粒（Fe3O4 @ PrGO），该杂化物用作锂离子电池阳极，其中Fe3O4颗粒的尺寸为20~30 nm，并有效地修饰了PrGO气凝胶。该杂化结构改善了活性物质位点与电解质的可接触面积，并提高了锂和电子的传输途径。该材料在100次循环后，在电流密度为0.5 Ag-1时，电容高达2136 mAhg-1，甚至在600次循环后仍具有出色的循环稳定性。如此优异的锂离子传输动力学，这主要是归因于粉末状的Fe3O4颗粒在3D PrGO框架上的有效附着，在10 Ag-1的极高放电速率下，电池容量高达480 mAhg-1。经过长时间的老化后，电容能力（经电化学循环）能够完全恢复，说明了该杂化材料有望替代传统石墨，而作为坚固而高性能的锂离子阳极材料。

Figure 1. 该示意图说明了Fe3O4@PrGO杂化气凝胶的构建步骤。

Figure 2.改良的Hummer’s法制备的 GO（灰色），Fe3O4 NP（红色）和Fe3O4@PrGO（蓝色）粉末样品的（a）XRD图和（b）拉曼光谱。

Figure 3. （a）裸露的Fe3O4纳米颗粒（Fe3O4 NP），（b）超细球形Fe3O4颗粒修饰PrGO表面，（c）Fe3O4@PrGO气凝胶相互连接的框架SEM图像。

Figure 4. Fe3O4@PrGO的STEM图像（a）原始电极，（b）100次循环后。EDX图（c-f）原始电极，（g-j）100次循环后电极的元素分布。Fe（红色），O（绿色）和C（蓝色）。 黄色区域是Fe和O共同存在的地方，对应于电极上Fe3O4的分布情况。

Figure 5.（a）Fe3O4@PrGO和（b）Fe3O4 NP的循环伏安图（CV），其扫描速率为1 mVs-1；（c）Fe3O4@PrGO和（d）Fe3O4的恒电流充放电曲线，以及（e）Fe3O4 NP和Fe3O4@PrGO的循环性能。

该研究工作由土耳其萨班奇大学SUNUM纳米技术研究中心Alp Yurum课题组于2020年发表在Carbon期刊上。原文：High stability graphene oxide aerogel supported ultrafine Fe3O4 particles with superior performance as a Li-ion battery anode。