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A low-cost and one-step synthesis of a novel hierarchically porous Fe3O4/C composite with exceptional porosity and superior Li+ storage performance

机译：具有特殊孔隙度和优质Li +储存性能的新型分层多孔Fe3O4 / C复合材料的低成本和一步合成

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摘要

A hierarchical pore structure is believed to be an excellent architecture for metal oxide anode materials of lithium-ion batteries (LIBs). However, the difficulty and complication in synthesis limit their further application. In this work, a novel Fe3O4/C composite with a hierarchical pore carbon (HPC) network has been synthesized simply by one-step pyrolysis synthesis using ferrous gluconate as the precursor. This hierarchical porous framework derived from a loose assembly of the intersecting porous carbon rods presents a wide range of pore sizes and a rather large surface area (>226 cm(2) g(-1)). Embedded with well-crystalline Fe3O4 particles, the resulting Fe3O4@HPC composite exhibits a high capacity of 1112 mA h g(-1) at the end of the 100th cycle and an enhanced rate performance of above 600 mA h g(-1) at a high current density of 2000 mA g(-1). This might derive from the unique hierarchical pore system with a high overall porosity, which can not only facilitate the electrolyte diffusion but also alleviate severe volume variation efficiently in lithium ion insertion/extraction. More importantly, this provides us with a successful example to fabricate advanced anode materials simply by one-step pyrolysis of cheap organic-inorganic hybrids at low-cost.
机译：据信型孔结构被认为是锂离子电池（Libs）的金属氧化物阳极材料的优异结构。然而，合成的难度和复杂性会限制其进一步的应用。在这项工作中，使用葡萄糖酸盐作为前体的一步热解合成仅通过一步热解合成来合成具有分层孔碳（HPC）网络的新型Fe3O4 / C复合材料。源自交叉多孔碳棒的松散组件的该分层多孔框架呈各种孔径和相当大的表面积（> 226cm（2 )g（-1））。嵌入良好的Fe3O4颗粒，所得Fe3O4 @ HPC复合材料在第100次循环结束时表现出1112 mA Hg（-1）的高容量，并且在高于600 mA Hg（-1）的增强速率性能电流密度为2000 mA g（-1）。这可能导出具有高整体孔隙率的独特分层孔系统，这不仅可以促进电解质扩散，而且可以在锂离子插入/萃取中有效缓解严重的体积变化。更重要的是，这为我们提供了一个成功的例子，以简单地通过以低成本的廉价有机无机杂种的一步热解制作先进的阳极材料。

著录项

  • 来源
    《RSC Advances》 |2015年第125期|共7页
  • 作者

    Yang Luyu; Liu Wei; Wang Huanlei; Liu Shuang; Wang Jifei; Chen Jiaxin;

  • 作者单位

    Ocean Univ China Inst Mat Sci &

    Engn Qingdao 266100 Peoples R China;

    Ocean Univ China Inst Mat Sci &

    Engn Qingdao 266100 Peoples R China;

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    Ocean Univ China Inst Mat Sci &

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    Ocean Univ China Inst Mat Sci &

    Engn Qingdao 266100 Peoples R China;

    Ocean Univ China Inst Mat Sci &

    Engn Qingdao 266100 Peoples R China;

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  • 正文语种 eng
  • 中图分类 化学;
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