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Silver enhanced 3D carbon nanofiber membrane via electrospinning for high performance lithium metal anodes
Applied Physics Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-12-17 , DOI: 10.1063/5.0233513 Yan Wan, Chenxin Jin, Guojun Xu, Jiayun He, Binbin Shi, Xiong Xiao, Fugen Sun, Yong Li, Lang Zhou, Zhihao Yue
Applied Physics Letters ( IF 3.5 ) Pub Date : 2024-12-17 , DOI: 10.1063/5.0233513 Yan Wan, Chenxin Jin, Guojun Xu, Jiayun He, Binbin Shi, Xiong Xiao, Fugen Sun, Yong Li, Lang Zhou, Zhihao Yue
A silver (Ag) enhanced 3D carbon nanofiber membrane (Ag@CNFM) was synthesized through a combination of electrospinning and heat treatment techniques, with polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone, and silver nitrate as precursors playing different roles in this process. Additionally, Ag-enhanced 3D carbon fiber membrane composite anodes were obtained by electrodeposition at a current density of 1 mA cm−2 for 10 h with a total deposition capacity of 10 mAh cm−2. The composite materials (denoted as Ag@CNFM/Li) working in symmetrical cells exhibited 1.2 mV overpotential after charging and discharging over 2000 h at 5 mA cm−2. Ag@CNFM/Li fulfilled a high discharge specific capacity of 109.66 mAh g−1 after 200 cycles at a current density of 0.5 C and 141. 59 mAh g−1 after 150 cycles at a current density of 1 C with LiFePO4 (LFP) and LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) working as counter electrode, maintaining a capacity retention of 87.37% and 72.8%. Even at a higher current density of 5 C, Ag@CNFM/Li retained a discharge specific capacity of 85.05 and 159.14 mAh g−1 with a capacity retention of 61.54% and 79.7% in LFP and NCM811 full cells, respectively.
中文翻译:
通过静电纺丝实现高性能锂金属负极的银增强型 3D 碳纳米纤维膜
通过静电纺丝和热处理技术相结合合成了银 (Ag) 增强的 3D 碳纳米纤维膜 (Ag@CNFM),其中聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银作为前驱体在此过程中发挥着不同的作用。此外,通过以 1 mA cm-2 的电流密度电沉积 10 小时获得 Ag 增强型 3D 碳纤维膜复合阳极,总沉积容量为 10 mAh cm-2。在对称电池中工作的复合材料(表示为 Ag@CNFM/Li)在 5 mA cm-2 下充电和放电超过 2000 小时后表现出 1.2 mV 的过电位。Ag@CNFM/Li 在 0.5 C 的电流密度和 141 的电流密度下循环 200 次后,实现了 109.66 mAh g-1 的高放电比容量。以 LiFePO4 (LFP) 和 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 作为对电极,在 1 C 的电流密度下循环 150 次后,59 mAh g-1,保持 87.37% 和 72.8% 的容量保持率。即使在 5 C 的较高电流密度下,Ag@CNFM/Li 在 LFP 和 NCM811 全电池中仍保持 85.05 和 159.14 mAh g-1 的放电比容量,容量保持率分别为 61.54% 和 79.7%。
更新日期:2024-12-17
中文翻译:
通过静电纺丝实现高性能锂金属负极的银增强型 3D 碳纳米纤维膜
通过静电纺丝和热处理技术相结合合成了银 (Ag) 增强的 3D 碳纳米纤维膜 (Ag@CNFM),其中聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和硝酸银作为前驱体在此过程中发挥着不同的作用。此外,通过以 1 mA cm-2 的电流密度电沉积 10 小时获得 Ag 增强型 3D 碳纤维膜复合阳极,总沉积容量为 10 mAh cm-2。在对称电池中工作的复合材料(表示为 Ag@CNFM/Li)在 5 mA cm-2 下充电和放电超过 2000 小时后表现出 1.2 mV 的过电位。Ag@CNFM/Li 在 0.5 C 的电流密度和 141 的电流密度下循环 200 次后,实现了 109.66 mAh g-1 的高放电比容量。以 LiFePO4 (LFP) 和 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) 作为对电极,在 1 C 的电流密度下循环 150 次后,59 mAh g-1,保持 87.37% 和 72.8% 的容量保持率。即使在 5 C 的较高电流密度下,Ag@CNFM/Li 在 LFP 和 NCM811 全电池中仍保持 85.05 和 159.14 mAh g-1 的放电比容量,容量保持率分别为 61.54% 和 79.7%。