Si nanoparticles confined within a conductive 2D porous Cu-based metal–organic framework (Cu3(HITP)2) as potential anodes for high-capacity Li-ion batteries

法拉第效率 阳极 材料科学 化学工程 阴极 金属有机骨架 纳米颗粒 多孔性 电极 导电体 金属 电化学 纳米技术 复合材料 化学 冶金 吸附 有机化学 物理化学 工程类
作者
Aqsa Nazir,Hang T. T. Le,Arvind Kasbe,Chan‐Jin Park
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:405: 126963-126963 被引量:101
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.126963
摘要

The utility of metal–organic frameworks (MOFs) as active agents in electronic appliances is beneficial owing to their outstanding properties, particularly their high porosity, high surface area, and unique chemical stability. Herein, we report the in-situ growth of Cu3(HITP)2, a two-dimensional (2D) conductive MOF with Cu at the center, around Si nanoparticles (SiNPs) at 27 °C. Enclosing the Si nanoparticles with the Cu-MOF yielded a desired buffer against the volume expansion and also effective electron- and ion-conducting channels for the SiNPs. Accordingly, the Cu-MOF-coated Si electrode exhibited high structural stability and low electrochemical degradation during lithiation/delithiation cycles. The electrode composed of SiNPs coated with 5% Cu-MOF exhibited an extremely high initial reversible capacity of 2511 mAh g−1 at the 0.1C rate with a coulombic efficiency of 78.5% in the first cycle and a capacity of 2483 mAh g−1 after 100 cycles. The reversible capacities during rate capability were 1303, 785, and 404 mAh g−1 at the rates of 5, 10, and 20C, respectively. The Cu-MOF (5%) delivered a reversible capacity of 1039 mAh g−1, even after 1000 cycles, at the high rate of 1C. The full-cell, composed of the Cu-MOF-coated Si anode and a LiCoO2 cathode, exhibited a remarkable rate capability and cyclability at 0.1C. This full-cell supplied a reversible (discharge) capacity of 1267 and 1105 mAh g−1 at rates of 0.5C and 1C, respectively. These results demonstrate the considerable potential of the synthesized Cu-MOF-encaged Si as a competitive anode material for next-generation LIBs in the near future.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
忐忑的小玉完成签到,获得积分0
刚刚
pyl完成签到,获得积分10
1秒前
WWW发布了新的文献求助10
1秒前
Mazeno完成签到 ,获得积分10
1秒前
yu风完成签到,获得积分10
1秒前
秋月春风完成签到,获得积分10
1秒前
cy完成签到,获得积分10
1秒前
格调完成签到,获得积分10
1秒前
ZQY完成签到,获得积分10
2秒前
ppistachio完成签到 ,获得积分10
2秒前
高高ai完成签到,获得积分10
2秒前
嘿嘿完成签到,获得积分10
2秒前
哈基米完成签到 ,获得积分10
3秒前
不再挨训完成签到 ,获得积分10
3秒前
cc完成签到,获得积分10
3秒前
材料化学左亚坤完成签到,获得积分10
3秒前
Chris发布了新的文献求助10
3秒前
FRDM完成签到 ,获得积分10
4秒前
chenyunxia完成签到,获得积分10
4秒前
王大大完成签到 ,获得积分20
4秒前
活A完成签到,获得积分10
4秒前
Ali完成签到,获得积分10
5秒前
222完成签到,获得积分10
6秒前
路易斯完成签到,获得积分10
8秒前
神钩侠发布了新的文献求助10
8秒前
woojiay完成签到,获得积分10
8秒前
lin完成签到 ,获得积分10
8秒前
早日accept完成签到 ,获得积分10
8秒前
AdamJie发布了新的文献求助20
9秒前
酷酷完成签到,获得积分10
10秒前
whg完成签到,获得积分10
10秒前
珂珂完成签到,获得积分10
10秒前
小二郎的应助被WWW采纳,获得10
10秒前
研友_IEEE快到碗里来完成签到,获得积分10
11秒前
邵初蓝完成签到,获得积分10
11秒前
Hhhhhh完成签到,获得积分10
11秒前
Ye完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
勤恳怀梦完成签到,获得积分10
12秒前
zenithsf完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8130047
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9532379
关于积分的说明 21594861
捐赠科研通 7711889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3418072
关于科研通互助平台的介绍 2543760
邀请新用户注册赠送积分活动 2459275