英文文獻(xiàn)匯報(bào)

*部分PPT頁面下方備注欄有備注*文獻(xiàn)匯報(bào)硬膜板上催化作用下的自限性組裝：用在鋰硫電池中的中尺度石墨烯納米殼匯報(bào)人：XXX目錄Source

of

the

articleResearch

backgroundAbstractIntroductionResults

and

DiscussionConclusionsSource

of

the

articleRate

performance:倍率性能，一個(gè)10Ah的蓄電池，其0.1倍率性能就是用0.1*10即1A放電的性能；這是很低的倍率。而5倍率也就是50A的放電性能，這算是中高倍率了。一般來說，高倍率放出的容量較少。所以，高倍率能放出多少容量，就成了電池性能的一個(gè)指標(biāo)，高倍率放出的容量越大，電池性能越好。poor

cycling

life

and

rate

performance：循環(huán)壽命短和倍率性能差是因?yàn)椋簍he

intrinsic

insulate

sulfur/lithium

sulfides

and

dissolution

ofintermediate

polysulfide

species

for

irreversible

loss。All

the

structural

benefits:

high

specific

surface

area,

good

conductivity,

interconnected

ion

channels,

confined

nanospace,

and

mechanicalstability

to

improve

the

utilization

of

active

materials

and

immobilize

migratory

polysulfides.Research

background

ALi-S

batteriy:high

theoretical

energy

density

of

2600

Wh/kg;S:naturally

abundant,

economically

effective,

and

environmentallyfriendly;

Graphene

and

other

nanostructured

carbon

materials:excellent

conductivity,

high

specific

surface

area,

accommodatelarge

volume

expansion;Issues:Li-S

battery:

poor

cycling

life

and

rate

performanceS:

large

volumetric

expansion，poor

conductivityGraphene:

couldn’t

integrate

all

the

structural

benefits.

The

concept

of

HGNs

might

be

a

promising

strategy,

which

yetcalls

for

new

synthetic

methodology.Research

background

B研究背景：中空納米結(jié)構(gòu)對提升電池性能有巨大優(yōu)勢，但傳統(tǒng)方法難以制作研究目的：提升鋰硫電池容量；提高電池穩(wěn)定性解決方案：中空石墨烯納米球殼結(jié)構(gòu)，嵌入硫合成復(fù)合材料，作為電池正極ABSTRACT:中空納米結(jié)構(gòu)具有喜人的結(jié)構(gòu)特征：1.大的表面積2.充分暴露的活性部位3.動(dòng)力學(xué)優(yōu)良的物質(zhì)運(yùn)輸4.良好的表面通透性。具有明確小孔的石墨烯納米球殼的獨(dú)特性能與潛在應(yīng)用和精心設(shè)計(jì)的石墨烯球殼，得到了強(qiáng)烈的關(guān)注。因此，一種中尺度合成石墨烯納米球殼的方法被提了出來。這種方法是在催化劑的作用下，在原位形成的納米顆粒上，實(shí)現(xiàn)納米石墨烯的自限性組裝。這種石墨烯納米球殼具有一層或幾層石墨烯，粒徑非常小。粒徑在10-30nm，孔體積為1.98克每立方厘米的的石墨烯納米球殼被用作基體來容納S，形成復(fù)合材料用在Li-S電池中。石墨烯納米球殼和S的復(fù)合材料占62%的比重的電池，具有1520毫安時(shí)每克的初始放電容量，這與電流密度為0.1C情況下91%的S使用率是一致的。當(dāng)電流密度從0.1C提升到2.0C時(shí)，70%的放電容量得到保持，并且通過測試得到，在1000次充放電循環(huán)中，平均每圈僅有0.06%的衰減。AbstractHollow

nanostructures：表面積大；活性部位充分暴露；物質(zhì)輸運(yùn)的動(dòng)力學(xué)性能優(yōu)良；表面通透性好A

mesoscale

approach

to

fabricate

graphene

shells:催化劑作用下，在原位形成的納米顆粒上實(shí)現(xiàn)納米石墨烯的自限性組裝Use:石墨烯納米球殼作為基體與S復(fù)合，用作鋰硫電池正極材料Properties:初始放電容量：1520mAh/g(0.1C)電流密度從0.1C提升至2.0C，70%容量保持

1000次循環(huán)，每次衰減0.06%IntroductionHollow

nanostructures的優(yōu)勢Hollow

nanostructures的合成困境

Hollow

nanostructures新的合成方案Hollow

nanostructures的優(yōu)勢Applications：catalysis,

adsorption,

chemical

sensors,

drug/gene

deliveryand

energy

storage/conversion

systemsHollow

nanocrystals：mesoscale

hollow

structure,

nanoscale

quantum

effects,

andatomic-scale

periodic

arrangementHollow

graphene

nanoshells(HGNs)：favourable

electrical

conductivity,

good

surface

functionalmechanical/chemical

stability,

and

biocompatibilityBottom-up:通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，包括液相、氣相和固相反應(yīng)，從分子、原子出發(fā)制備納米顆粒物質(zhì)；Hollow

nanostructures的合成困境

The

template-free

or

self-templating

bottom-upapproaches：hardly

extended

to

HGNsynthesis；

A

template-involving

top-down

strategy：nocatalytic

capability

to

regularly

manage

thearrangement

of

carbon

atoms；

Thus,

controllable

synthesis

of

HGNs

with

anengineered

hollow

cavity,

predetermined

layernumber,

small

size,

and

highly

crystalline

few-layer

graphene

shells

is

rarely

achievedHollow

nanostructures新的合成方案

A

mesoscale

catalytic

self-limited

assembly

ofhollow

graphene

spheres

was

proposed.Hard

templates

and

working

catalysts:

in

situformed

nickel-based

NPsCarbon

source:

dodecyl

sulfate(DS)

3D

mesostructure:

zero-dimensional

(0D)HGNs

construct

two-dimensional

(2D)nanosheets

and

then

assemble

into

a

three-dimensional

(3D)

mesostructureResults

and

DiscussionPart

a：用修飾沉淀法將DS嵌入α-Ni(OH)2中形成α-Ni(OH)2-DS前驅(qū)體；Part

b：然后脫水形成由DS包覆的NiO納米顆粒組成的納米片；Partc：溫度上升至800℃，DS熱解形成碳分子，分散在NiO相中，在納米顆粒硬膜板上催化重組形成高度石墨化的結(jié)構(gòu)，同時(shí)NiO被還原為Ni/Ni3-xS2

；Part

d:用酸對模版進(jìn)行刻蝕以除去模版，最終得到HGN納米結(jié)構(gòu)。次過程中DS的作用，兩個(gè)方面：1.包覆α-Ni(OH)2層和NiO納米顆粒，以防止團(tuán)聚；2.作為碳源The

in

situ

catalytic

self-limitedassembly

of

HGNsPart

a:α-Ni(OH)2納米片層（厚度30-50nm，高曲率）組裝而成花瓣?duì)钕嘈螒B(tài)；這種形態(tài)的形成主要是由于沉淀過程中DS離子的嵌入；Partb:α-Ni(OH)2-DS的FTIR(Fourier

Transform

Infrared

Spectroscopy傅立葉變換紅外光譜）圖譜中2920

and

2851/cm處峰的出現(xiàn)證實(shí)了層間DS離子的存在；Partc、d:low-angle

region(2θ<25)表明(00l)面的規(guī)則排列以及α-Ni(OH)2的層狀結(jié)構(gòu)；通過對比可以發(fā)現(xiàn)，DS引入α-Ni(OH)2的層間之后，一系列的Basal峰移到了小角度區(qū)域，這表明長鏈DS嵌入到了層間，同時(shí)(101)and(110)planes的非對稱性也表明

了2D拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的α-Ni(OH)2堆疊層也保存了下來；Morphology

and

structure

of

α-Ni(OH)2-DSPart

a:NPs的尺寸分布從幾納米到幾百納米；Part

b:因?yàn)镈S離子包覆層的存在，大多數(shù)的納米顆粒沒有被燒結(jié)；

Part

c、d:移去模版以后，得到花瓣?duì)畹慕槌呓Y(jié)構(gòu)；Part

e、f:HGNs的外殼由幾層納米石墨烯組成，石墨烯上附著有無定形的碳；構(gòu)建起了相互聯(lián)通的介尺度通道；Morphology

and

structure

of

HGNsPart

g:XRD圖譜表明，在HGN形成過程中發(fā)生了相演化；Part

h、i:N2的等溫吸附表明了Ni/Ni3-xS2@C具有介孔結(jié)構(gòu)，孔的尺寸分布很廣（4-20nm），這是因?yàn)镹Ps間的空隙的存在；

Parth:NP模版的移除，使所獲得的HGNs的（BET）SSA增加至979平米每克，孔體積增加至1.98mL/g；由此可知，HGN納米結(jié)構(gòu)有一下優(yōu)點(diǎn)：1.納米尺寸的內(nèi)部中空能容納活性材料和體積膨脹；2.相互聯(lián)通的幾層石墨烯有良好的點(diǎn)接觸和輸運(yùn)性能；3.沿著2D納米片和3D納米花的短程擴(kuò)散是的離子運(yùn)輸具有快的速度，這對先進(jìn)的能量儲(chǔ)存系統(tǒng)中的電極材料是極其重要的；Part

h、i:碳基體的分層孔結(jié)構(gòu)被S所占據(jù)后，SSA降到336平米每克，孔體積降到0.68立方米每克；Morphology

and

structure

of

HGNsPart

a:CV曲線顯示，在1.0C的電流密度下，獲得了1098mAh/g的初始放電容量，這與66%的S使用率相一致；1000次循環(huán)之后，容量逐漸降到419mAh/g，平均每圈下降0.06%；庫倫效率穩(wěn)定在95%；由此表現(xiàn)出的穩(wěn)定性和效率比其他已知的石墨烯基S正極要好很多，原因有二：1.獨(dú)特的納米尺寸的內(nèi)部中空，可以在體積伸縮過程中釋放結(jié)構(gòu)應(yīng)力；2.納米尺寸受限的活性材料為長期循環(huán)提供了良好的電子/離子可獲取能力；Carbonblack(CB)構(gòu)成的固體球，和HGN有相似的尺寸和無定形碳紋理，顯示出低的容量和穩(wěn)定性（將CB與HGN比較，凸顯HGN的優(yōu)勢）Partb、c:HGN表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能（1520、1058、859mAh/g分別對應(yīng)0.1、2.0、5.0C的電流密度），這主要是因?yàn)橄嗷ヂ?lián)通的中空結(jié)構(gòu)賦予了物質(zhì)運(yùn)輸以絕對的優(yōu)勢；Electrochemical

performance

of