Нанопровода β-AgVO3/PANI показали лучшие характеристики по сравнению с чистыми нанопроводами β-AgVO3. Испытание на АС-импеданс показало, что нанопровода β-AgVO3/PANI демонстрируют гораздо меньшее сопротивление и более высокую кинетику, чем нанопровода β-AgVO3.
Подобная структура, например, нанопровода MoO3/PTh, MnO2/CNT, полимер/Si, Si/C и Fe3O4/C, также продемонстрировали превосходные преимущества с точки зрения электропроводности, механической стабильности и электрохимических характеристик. Также было изучено использование двух активных материалов для проектирования нанопроволок сердечника-оболочки. Наностержни NiFe2O4/TiO2 в оболочке сердечника продемонстрировали высокую обратимую способность, выдающуюся скорость и замечательную циклическую стабильность. Улучшенные электрохимические характеристики объясняются гетероструктурой и синергетическим эффектом NiFe2O4 и TiO2.
Более того, создание адсорбционного наружного слоя литий-ионов позволяет поддерживать быструю диффузию ионов лития. Например, триаксиальная нанопроволока V2O5/PEDOT/MnO2, наночастицы MnO2 на внешней поверхности могут адсорбировать литий-ионы на поверхности электродов из электролита и обеспечивать определенную интеркаляцию и деинтеркаляцию литий-ионов, приводящую к продвижению по удержанию емкости.
В отличие от структуры ядро-оболочка, сердечник-оболочка обладает пустым пространством между ядром и слоем оболочки, оставляя пространство для размещения объемного расширения во время интеркаляции Li+, что может обеспечить свободное пространство для расширения электродных материалов.
Графен обладает большой механической жесткостью, прочностью и эластичностью, очень высокой электро- и теплопроводностью и большой площадью поверхности. Выдающиеся свойства графена интенсивно мотивировали на усилия по созданию материалов на основе графена, однако о графеновой оболочке сердечниково-оболочковой нанопроволоки сообщалось редко.
Полупустые двухнепрерывные графеновые свитки (VGS) на основе нанопроволоки V3O7 были изготовлены гидротермальными методами. VGS предлагают уникальную комбинацию ультрадлиненных 1D графеновых спиралей с полуполой структурой и пространственным ограничительным эффектом для нанопроволок без самоагрегации во время цикла, что обеспечивает большую вместимость и стабильность литиевых ионов. Уникальная структура VGS обеспечила пространство для объемного расширения и показала эффект пространственной границы для ингибирования агломерации нанопроволоки V3O7, что привело к замечательным электрохимическим свойствам.
- А графен может увеличить проводимость нанопроволоки электрода и способствовать передаче заряда, что приводит к улучшению скоростных характеристик. Аналогично полой проволочной структуре SnO2 ⊙ TiO2 был изготовлен методом атомно-слоевого осаждения, выдающиеся характеристики SnO2 ⊙ TiO2 были приписаны одновременной стабилизации SEI и аккомодации объемного расширения сердечника SnO2. Кроме того, были изготовлены трубчатые ZnCo2O4 и пеподы типа MnO/CNTs, которые продемонстрировали как высокую плотность аккумулирования энергии, так и устойчивость к цикличности.
Нанопроволочные массивы
Небольшой размер нанопроволоки в радиальном направлении может сдерживать напряжения во время интеркаляции/деинтеркаляции Li+.
Однако нанопровода могут агломерироваться из-за большой площади поверхности и высокой поверхностной энергии, что может привести к низкой проводимости, высокой необратимости и плохому сроку цикла, в то время как нанопровода, выровненные на проводящих подложках, могут препятствовать прямому контакту между нанопроволоками и обеспечивать свободное пространство для релаксации деформации во время цикла, что приводит к лучшей циклической работе.
- Кроме того, нанопровода обеспечивают прямой и полный контакт с электролитом и позволяют избежать добавления непроводящих связующих веществ, нанопроволка, прикрепленная к токоприемнику, может формировать пути для электронов и способствовать повышению скоростной способности. Ванг и др. синтезировали мезопористые нанорешетки Co3O4 рационально на Ti-пленке путем преобразования из нанорешетки Co(CO3)0.5(OH)0.11H2O, разрядная способность первого цикла составила приблизительно 1086.1 мАч/г при скорости 1.5 C и 88.6% от теоретической емкости после 25 циклов.
Для повышения собственной электропроводности нанопровода, изготовленные на основе самоподдерживающейся гидрированной Li4Ti5O12 нанопроволоки, могут обеспечить относительно высокую емкость и 5% потерю емкости после 100 циклов со скоростью 5 C, что свидетельствует о хорошей циклической работе при высокой плотности тока.
Помимо полного использования однородных нанопроволочных материалов, было предложено синергетическое продвижение различных электродных материалов, таких как нанопроволочные массивы ZnCo2O4/NiO с сердечником и оболочкой, нанопроволочные массивы Sn/TiO2, нанопроволочные массивы TiO2-C/MnO2 с двойной оболочкой, нанопроволочные массивы Co3O4/NiO/C, нанотрубчатые массивы CoO-CoTiO3 и др.
Продолжение...