郑州大学张建民教授Chem.Eur. J.：还原氧化石墨烯包覆的CoC2O4·2H2O微棒作为高效阳极材料用于锂离子和钠离子电池

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郑州大学张建民课题组报道了一种棒状二水合草酸钴与石墨烯通过非原位复合构建的CoC₂O₄•2H₂O/rGO复合结构材料，并将其应用在锂离子电池(LIBs)和钠离子电池(SIBs)体系。与二水合草酸钴或还原氧化石墨烯材料相比，该复合材料中具有层状结构的还原氧化石墨烯薄片可以抑制二水合草酸钴在循环过程中的体积膨胀、保持电极材料结构的完整性，同时也可以增强电子转移速率，展现出优异的电化学性能。

近年来，过渡金属草酸盐(MC₂O₄：M= Fe, Co, Ni和Cu)作为一种新型的储能电极材料，已成为LIBs和SIBs极具潜力的阳极材料。在早前的报道中，草酸钴、草酸铜和草酸铁在锂离子电池循环中展示出优异的电化学性能，但是由于其反应过程中发生的多相变化和不可避免的体积变化又会引起电池容量急剧下降。

为了克服上述电极材料的缺陷与不足，该课题组设计了一种将一维棒状二水合草酸钴与石墨烯通过水热反应合成复合材料的策略。该复合结构材料受益于一维棒状二水合草酸钴与石墨烯之间的协同效应：增强了电子、离子转移速率，加速了反应动力学又缓解了电极反应过程中的体积膨胀并保持了电极材料的结构完整性，从而显著提高了其电化学性能。

针对其展示出优异的电化学性能，该课题组通过in-situ XRD、ex-situ XRD和in-situ Raman等测试手段对其反应机理进行了深入的探究。揭示了过渡金属草酸盐在储锂过程中可能存在的混合转化机制（过渡金属草酸盐MC₂O₄转化为金属M和草酸锂草酸锂的可逆催化储锂机制 ）。

在这项工作中，作者通过对二水合草酸钴和复合石墨烯的二水合草酸钴的电化学性能比较研究，证实了石墨烯对二水合草酸钴电化学性能的提升起到了积极的作用。通过这种简易通用的合成方法和对复合石墨烯的二水合草酸钴的优异性能的科学认识与研究，可为更多的石墨烯复合材料设计与制备提供参考，并有望在储能领域中被广泛应用。

原文链接
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.202003309

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