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新加坡國(guó)立大學(xué)AM：磷烯納米帶的簡(jiǎn)易制備及其在鋰電池中的應(yīng)用

與磷烯一樣，磷烯納米帶(PNR)具有奇異的特性，但由于磷烯沿隨機(jī)方向不受控制地切割，因此將磷烯解壓為邊緣定義的PNR并非易事。

新加坡國(guó)立大學(xué)Wei Chen、Kian Ping Loh等人報(bào)道了一種簡(jiǎn)便的電化學(xué)方法，以制備高收率（> 80％）鋸齒形邊緣的PNR。

利用電化學(xué)正極剝離技術(shù)，可在室溫下制備PNR。通過(guò)優(yōu)化嵌入劑的尺寸和驅(qū)動(dòng)電壓等參數(shù)，以高產(chǎn)率獲得了高質(zhì)量的鋸齒形PNR。PNR中化學(xué)活性的鋸齒形邊緣的存在使其能夠自發(fā)地與Li反應(yīng)形成Li⁺導(dǎo)電Li₃P相，該相可用作鋰金屬電池(LMB)中鋰金屬負(fù)極上的保護(hù)層。

圖1 從大塊BP晶體中可控地剝離PNR

PNR保護(hù)層可防止鋰金屬和電解液之間的寄生反應(yīng)并促進(jìn)Li⁺擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)均勻的Li⁺通量和在1 mA cm^-2的電流密度下長(zhǎng)達(dá)1100小時(shí)的長(zhǎng)期循環(huán)穩(wěn)定性。此外 LiFePO₄|PNR-Li全電池在面容量為2 mAh cm^?2、貧電解液 (20 μl mAh^?1) 和3.5負(fù)/正(N/P)電極比的條件下，可以穩(wěn)定循環(huán)超過(guò)100次。

圖2 PNR-Li電極的電化學(xué)性能

Facile Production of Phosphorene Nanoribbons towards Application in Lithium Metal Battery. Advanced Materials 2021. DOI: 10.1002/adma.202102083

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