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A germanium and zinc chalcogenide as an anode for a high-capacity and long cycle life lithium battery

机译：锗和硫属化物作为高容量和长循环寿命锂电池的阳极

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High-performance lithium ion batteries are ideal energy storage devices for both grid-scale and large-scale applications. Germanium, possessing a high theoretical capacity, is a promising anode material for lithium ion batteries, but still faces poor cyclability due to huge volume changes during the lithium alloying/dealloying process. Herein, we synthesized an amorphous germanium and zinc chalcogenide (GZC) with a hierarchically porous structure via a solvothermal reaction. As an anode material in a lithium ion battery, the GZC electrode exhibits a high reversible capacity of 747 mA h g(-1) after 350 cycles at a current density of 100 mA g(-1) and a stable capacity of 370 mA h g(-1) after 500 cycles at a current density of 1000 mA g(-1) along with 92% capacity retention. All of these outstanding electrochemical properties are attributed to the hierarchically porous structure of the electrode that has a large surface area, fast ion conductivity and superior structural stability, which buffers the volumetric variation during charge/discharge processes and also makes it easier for the electrolyte to soak in, affording more electrochemically active sites.
机译：高性能锂离子电池是用于网格级和大型应用的理想能量存储装置。具有高理论能力的锗是锂离子电池的有希望的阳极材料，但由于锂合金化/易用化过程中的巨大体积变化，仍然面临差的可行性。在此，我们通过溶剂热反应合成具有分层多孔结构的无定形锗和硫属化物（GZC）。作为锂离子电池中的阳极材料，GZC电极在电流密度为100mA g（-1）的350次循环后表现出747mA Hg（-1）的高可逆容量，稳定的容量为370 ma hg（ -1）在电流密度为1000 mA g（-1）的500次循环之后，其容量保持92％。所有这些出色的电化学性质归因于具有大表面积，快速离子电导率和优异的结构稳定性的电极的分层多孔结构，其缓冲充电/放电过程中的体积变化，并且还使电解质更容易浸泡在，提供更多的电化学活性位点。

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  • 来源
    《RSC Advances》 |2019年第60期|共5页
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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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