成果简介
普鲁士蓝类似物在储能材料领域受到了很大的关注。它们可以为各种离子的扩散提供丰富的活性位点，其稳定的框架结构为电极带来良好的循环稳定性。尽管如此，其较差的容量保持率和循环寿命以及其电化学反应机制的复杂性严重限制了其作为锂离子电池（LIBs）阳极的实际应用。本文，北京化工大学赵东林教授团队在《Applied Surface Science》期刊发表名为“Graphene aerogel encapsulated Co3O4 open-ended microcage anode with enhanced performance for lithium-ion batteries”的论文，研究通过简单的蚀刻和水热方法合成石墨烯气凝胶封装的Co3O4开口微笼（Co3O4 microcages@GA）。
当作为LIBs的阳极应用时，在200次循环（1 A/g）后，可逆容量保持在1439 mAh/g，此外，即使在10 A/g的高电流密度下，样品仍然达到了575.2 mAh/g的巨大容量。优秀的电化学性能可能归功于通过添加石墨烯气凝胶来提高材料的导电性。此外，空心笼结构提供的更大的表面积也增加了反应活性位点，这有利于改善材料的反应动力学，从而加快反应速度，使反应更加完整。简单的制备方法以及还原氧化石墨烯(rGO)和开口微笼结构的协同作用使该材料具有超高的容量保持率和稳定性。因此，Co3O4微笼@GA有可能成为一种有前途的LIBs阳极材料。
图文导读
图1. MOF衍生的开口Co3O4微笼@GA的合成过程示意图。
图2. a) Co-Co PBA microcages@GA和Co-Co PBA microcages, b) Co3O4 microcages@GA和Co3O4 microcages的XRD光谱；c) Co-Co PBA microcages@GA, d) Co3O4 microcages@GA的拉曼光谱。
图3. a）Co-Co PBA微立方，b，c）Co-Co PBA微笼，d，g）Co3O4微笼的SEM图像；e，h）开放式Co-Co PBA微笼和f，i）Co3O4微笼的TEM图像。
图4. a) 石墨烯气凝胶的照片；b) 不同放大倍数下Co-Co PBA微笼@GA的SEM和c, d) TEM图像；e, f) 开放式Co3O4微笼@GA的SEM和g) 绘图图像。
图5. a) Co3O4微笼@GA的CV曲线和b) 充电-放电曲线，c) Co3O4微笼的CV曲线和d) 充电-放电曲线。
图6. a) Co3O4 microcages@GA在0.01 V至3.00 V不同扫描速率下的CV曲线，b) Co3O4 microcages@GA的峰值电流和扫描速率的关系，c) 电容对容量的贡献（0.8 mV s-1），d) Co3O4 microcages@GA不同扫描速率下的电容对容量的贡献。
小结
综上所述，开放式的Co3O4微笼@GA阳极被选为进一步进行LIB电化学研究的一个有前途的候选材料。
文献：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2022.154759
本文来自材料分析与应用，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
