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(a) (b) (d) P-EN 008 80 60 200 5000 mA g Charge.Discharge 30 200 400 600 1200 图7(a)EN溶液、RP-EN溶液、RP-EN溶液混合HCI的光学照片:Ab)入NRP粉体和 NRP胶体的光学照片;(c)NRP-rGO的SEM照片:(d)NRPGO的TEM照片m。 (e、f)RP@CNC的SEM和TEM照片:(g)RP@CNCs在5Ag不的循环性能图。 Fig.7(a)Photographs of EN solution,RP-EN complex solution,and the RP-EN complex mixed with dilute hydrochloric acid;(b)Photographs of NRP powder and NRP colloid;(c)SEM image of NRP-rGO;(d)TEM of NRP-rGOIT21.(e,f)SEM and TEM image of RP@CNC;(g)Cycling erformance of RP@CNC at a current density of 5Ag 不久后,Liu等四发现也可以通过将红磷溶解廷名兰胺中制备纳米红磷(图7a、b)。 通过控制加入H的浓度,可以调节纳米红磷颗粒的生成速率和粒径大小,且产率高达 80%。使用rG0作为基体材料,5~I0m的纳米红磷颗粒可以均匀沉积在rGO的表面,在 降低纳米红磷粒径的同时增加其电子传导,改善其电化学性能(图C、d)四。利用碳纳 米笼(CNCs)作为基体材料,拥有85.3%超高红磷负载量的RP@CNC复合材料,在5000 mAg下循环1300圈后仍能保持750mAhg的可逆比容量,容量保持率超过80%,表现 出优异的循环稳定性和倍率性能图7心g)l。 相较于其他方法,化学祝淀是最有潜力的纳米红磷的制备方法。其中,基于含磷化合 物还原反应的方法,有前处理时间短、无须加热、制备周期短等优势。但其产率较低、 原料价格昂贵、化学馊质衡被,这些影响了该方法的广泛应用。基于磷一胶法的溶解沉淀 技术路线具有产率高($)、制备过程安全、便捷,原料成本低等优势。但该方法主要 问题在于以白磷作为原料极度危险,制备过程中磷的溶解缓慢、制备周期长。 3. 总结与展整 红磷作为钠离子电池负极材料,有着极高的理论比容量、合适的氧化还原电位以及丰 富的资源储量,可以大幅度提升钠离子电池能量密度,是极具潜力的钠离子电池负极材料 纳米化,作为制备红磷负极材料的关键一环,是缩短钠离子传输路径、改善红磷倍率性能 减小红磷体积效应、实现长期循环稳定的重要手段。纳米红磷的制备方法包括球磨、升华 冷凝、热还原、气相生长、溶剂热、化学沉淀等,各方法均有优势和不足。未来针对红磷 纳米化的研究可以围绕以下几个方面开展:(1)提升复合材料中的磷含量以提升电极材料 整体的能量密度。尤其针对升华冷凝法,其磷含往往低于50%,可着重寻找合适的基体材 料或对基体材料进行表面改性以提升磷载量。(2)注重结构设计,将纳米化和结构设计结 合起来,以共同改善电极的电化学性能。尤其针对纳米红磷较低的首次库仑效率,应更注 重结构设计的实用化。(3)化学沉淀法未来应重点关注。一方面可以着重研究基于廉价且 10图 7 (a)EN 溶液、RP−EN 溶液、RP−EN 溶液混合 HCl 的光学照片;(b)NRP 粉体和 NRP 胶体的光学照片;(c)NRP− rGO 的 SEM 照片;(d)NRP− rGO 的 TEM 照片[72]。 (e、f)RP@CNC 的 SEM 和 TEM 照片;(g)RP@CNCs 在 5 A g-1下的循环性能图[73]。 Fig. 7 (a) Photographs of EN solution, RP−EN complex solution, and the RP−EN complex mixed with dilute hydrochloric acid; (b) Photographs of NRP powder and NRP colloid; (c) SEM image of NRP− rGO; (d) TEM of NRP− rGO[72]. (e,f) SEM and TEM image of RP@CNC; (g) Cycling performance of RP@CNC at a current density of 5 A g-1[73] . 不久后,Liu 等[72]发现也可以通过将红磷溶解在乙二胺中制备纳米红磷(图 7a、b)。 通过控制加入 H +的浓度,可以调节纳米红磷颗粒的生成速率和粒径大小,且产率高达 80%。使用 rGO 作为基体材料,5~10 nm 的纳米红磷颗粒可以均匀沉积在 rGO 的表面,在 降低纳米红磷粒径的同时增加其电子传导,改善其电化学性能(图 7c、d)[72]。利用碳纳 米笼(CNCs)作为基体材料,拥有 85.3%超高红磷负载量的 RP@CNC 复合材料,在 5000 mA g−1下循环 1300 圈后仍能保持 750 mAh g−1的可逆比容量,容量保持率超过 80%,表现 出优异的循环稳定性和倍率性能(图 7e~g)[73]。 相较于其他方法,化学沉淀是最有潜力的纳米红磷的制备方法。其中,基于含磷化合 物还原反应的方法,具有前处理时间短、无须加热、制备周期短等优势。但其产率较低、 原料价格昂贵、化学性质活泼,这些影响了该方法的广泛应用。基于磷—胺法的溶解沉淀 技术路线具有产率高(80%)、制备过程安全、便捷,原料成本低等优势。但该方法主要 问题在于以白磷作为原料极度危险,制备过程中磷的溶解缓慢、制备周期长。 3. 总结与展望 红磷作为钠离子电池负极材料,有着极高的理论比容量、合适的氧化还原电位以及丰 富的资源储量,可以大幅度提升钠离子电池能量密度,是极具潜力的钠离子电池负极材料 纳米化,作为制备红磷负极材料的关键一环,是缩短钠离子传输路径、改善红磷倍率性能 减小红磷体积效应、实现长期循环稳定的重要手段。纳米红磷的制备方法包括球磨、升华 冷凝、热还原、气相生长、溶剂热、化学沉淀等,各方法均有优势和不足。未来针对红磷 纳米化的研究可以围绕以下几个方面开展:(1)提升复合材料中的磷含量以提升电极材料 整体的能量密度。尤其针对升华冷凝法,其磷含往往低于 50%,可着重寻找合适的基体材 料或对基体材料进行表面改性以提升磷载量。(2)注重结构设计,将纳米化和结构设计结 合起来,以共同改善电极的电化学性能。尤其针对纳米红磷较低的首次库仑效率,应更注 重结构设计的实用化。(3)化学沉淀法未来应重点关注。一方面可以着重研究基于廉价且 10 录用稿件,非最终出版稿
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