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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 19/2020

27.08.2020

Gamma-irradiation synthesis of Fe3O4/rGO nanocomposites as lithium-ion battery anodes

verfasst von: Ying Liang, Wangli Lu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 19/2020

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Abstract

Fe3O4/reduced graphene oxide (Fe3O4/rGO) nanocomposites with different weight concentration of Fe3O4 have been synthesized by a gamma-irradiation method. The iron(III) hydroxide and graphene oxide (GO) were reduced to Fe3O4 and rGO by the reducing species generated from the radiolysis of solvent. The Fe3O4 nanoparticles were anchored on the rGO nanosheets. The electrochemical performances of the obtained materials were evaluated in coin-type cells. As Li-ion rechargeable battery anodes, the discharge/charge cycling stability of Fe3O4/rGO composites is significantly improved in comparison with that of bare Fe3O4 nanoparticles. Among the studied composites, Fe3O4/rGO-2 (wt% of Fe3O4 ≈ 78.8%) shows the best cycling stability at a current density of 50 mA g−1. The discharge capacity of Fe3O4/rGO-2 remains 568.6 mAh g−1 after 100 cycles. However, Fe3O4/rGO-3 (wt% of Fe3O4 ≈ 74.7%) exhibits an excellent cycling stability at a higher current density (500 mA g−1), that the sustained discharge capacity is 738.5 mAh g−1 after 100 cycles.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat T. Xia, X. Xu, J. Wang, C. Xu, F. Meng, Z. Shi, J. Lian, J.M. Bassat, Electrochim. Acta 160, 114 (2015)CrossRef T. Xia, X. Xu, J. Wang, C. Xu, F. Meng, Z. Shi, J. Lian, J.M. Bassat, Electrochim. Acta 160, 114 (2015)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat X. Wang, Y. Liu, H. Arandiyan, H. Yang, L. Bai, J. Mujtaba, Q. Wang, S. Liu, H. Sun, Appl. Surf. Sci. 389, 240 (2016)CrossRef X. Wang, Y. Liu, H. Arandiyan, H. Yang, L. Bai, J. Mujtaba, Q. Wang, S. Liu, H. Sun, Appl. Surf. Sci. 389, 240 (2016)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat S.H. Lee, S.H. Yu, J.E. Lee, A. Jin, D.J. Lee, N. Lee, H. Jo, K. Shin, T.Y. Ahn, Y.W. Kim, H. Choe, Y.E. Sung, T. Hyeon, Nano Lett. 13, 4249 (2013)CrossRef S.H. Lee, S.H. Yu, J.E. Lee, A. Jin, D.J. Lee, N. Lee, H. Jo, K. Shin, T.Y. Ahn, Y.W. Kim, H. Choe, Y.E. Sung, T. Hyeon, Nano Lett. 13, 4249 (2013)CrossRef
4.
5.
Zurück zum Zitat S. Mitra, P. Poizot, A. Finke, J.M. Tarascon, Adv. Funct. Mater. 16, 2281 (2006)CrossRef S. Mitra, P. Poizot, A. Finke, J.M. Tarascon, Adv. Funct. Mater. 16, 2281 (2006)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat P.G. Bruce, B. Scrosati, J.M. Tarascon, Angew. Chem. Int. Ed. 47, 2930 (2008)CrossRef P.G. Bruce, B. Scrosati, J.M. Tarascon, Angew. Chem. Int. Ed. 47, 2930 (2008)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat C. Li, Z. Li, X. Ye, X. Yang, G. Zhang, Z. Li, Chem. Eng. J. 334, 1614 (2018)CrossRef C. Li, Z. Li, X. Ye, X. Yang, G. Zhang, Z. Li, Chem. Eng. J. 334, 1614 (2018)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat K. Zhang, W. Zhao, J.T. Lee, G. Jang, X. Shi, J.H. Park, J. Mater. Chem. A 2, 9636 (2014)CrossRef K. Zhang, W. Zhao, J.T. Lee, G. Jang, X. Shi, J.H. Park, J. Mater. Chem. A 2, 9636 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Y. Dong, K.C. Yung, R. Ma, X. Yang, Y.S. Chui, J.M. Lee, J.A. Zapien, Carbon 86, 310 (2015)CrossRef Y. Dong, K.C. Yung, R. Ma, X. Yang, Y.S. Chui, J.M. Lee, J.A. Zapien, Carbon 86, 310 (2015)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat M. Ren, M. Yang, W. Liu, M. Li, L. Su, C. Qiao, X. Wu, H. Ma, Electrochim. Acta 194, 219 (2016)CrossRef M. Ren, M. Yang, W. Liu, M. Li, L. Su, C. Qiao, X. Wu, H. Ma, Electrochim. Acta 194, 219 (2016)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S. Zhou, Y. Zhou, W. Jiang, H. Guo, Z. Wang, X. Li, Appl. Surf. Sci. 439, 927 (2018)CrossRef S. Zhou, Y. Zhou, W. Jiang, H. Guo, Z. Wang, X. Li, Appl. Surf. Sci. 439, 927 (2018)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat L. Qi, Y. Xin, Z. Zuo, C. Yang, K. Wu, B. Wu, H. Zhou, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 17245 (2016)CrossRef L. Qi, Y. Xin, Z. Zuo, C. Yang, K. Wu, B. Wu, H. Zhou, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 17245 (2016)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat C. Liang, T. Zhai, W. Wang, J. Chen, W. Zhao, X. Lu, Y. Tong, J. Mater. Chem. A 2, 7214 (2014)CrossRef C. Liang, T. Zhai, W. Wang, J. Chen, W. Zhao, X. Lu, Y. Tong, J. Mater. Chem. A 2, 7214 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat K. Zhu, Y. Zhang, H. Qiu, Y. Meng, Y. Gao, X. Meng, Z. Gao, G. Chen, Y. Wei, J. Alloys Compd. 675, 399 (2016)CrossRef K. Zhu, Y. Zhang, H. Qiu, Y. Meng, Y. Gao, X. Meng, Z. Gao, G. Chen, Y. Wei, J. Alloys Compd. 675, 399 (2016)CrossRef
15.
16.
Zurück zum Zitat L. Ji, Z. Tan, T.R. Kuykendall, S. Aloni, S. Xun, E. Lin, V. Battaglia, Y. Zhang, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 7170 (2011)CrossRef L. Ji, Z. Tan, T.R. Kuykendall, S. Aloni, S. Xun, E. Lin, V. Battaglia, Y. Zhang, Phys. Chem. Chem. Phys. 13, 7170 (2011)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Y. Yang, J. Li, D. Chen, J. Zhao, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 26730 (2016)CrossRef Y. Yang, J. Li, D. Chen, J. Zhao, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 8, 26730 (2016)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Y. Dong, R. Ma, M. Hu, H. Cheng, Q. Yang, Y.Y. Li, J.A. Zapien, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 7174 (2013)CrossRef Y. Dong, R. Ma, M. Hu, H. Cheng, Q. Yang, Y.Y. Li, J.A. Zapien, Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 7174 (2013)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Bhuvaneswari, P.M. Pratheeksha, S. Anandan, D. Rangappa, R. Gopalan, T.N. Rao, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 5284 (2014)CrossRef S. Bhuvaneswari, P.M. Pratheeksha, S. Anandan, D. Rangappa, R. Gopalan, T.N. Rao, Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 5284 (2014)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat D.C. Marcano, D.V. Kosynkin, J.M. Berlin, A. Sinitskii, Z. Sun, A. Slesarev, L.B. Alemany, W. Lu, J.M. Tour, ACS Nano 4, 4806 (2010)CrossRef D.C. Marcano, D.V. Kosynkin, J.M. Berlin, A. Sinitskii, Z. Sun, A. Slesarev, L.B. Alemany, W. Lu, J.M. Tour, ACS Nano 4, 4806 (2010)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat B.G. Ekoko, R. Zhou, L. Xin, K.K. Lobo, L. Ilinga, J. Radioanal. Nucl. Chem. 270, 473 (2006)CrossRef B.G. Ekoko, R. Zhou, L. Xin, K.K. Lobo, L. Ilinga, J. Radioanal. Nucl. Chem. 270, 473 (2006)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat T. Jurkin, M. Gotić, G. Štefanić, I. Pucić, Radiat. Phys. Chem. 124, 75 (2016)CrossRef T. Jurkin, M. Gotić, G. Štefanić, I. Pucić, Radiat. Phys. Chem. 124, 75 (2016)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat A. Abedini, A.R. Daud, M.A.A. Hamid, N.K. Othman, PLoS ONE 9, e90055 (2014)CrossRef A. Abedini, A.R. Daud, M.A.A. Hamid, N.K. Othman, PLoS ONE 9, e90055 (2014)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat G. Shao, Y. Lu, F. Wu, C. Yang, F. Zeng, Q. Wu, J. Mater. Sci. 47, 4400 (2012)CrossRef G. Shao, Y. Lu, F. Wu, C. Yang, F. Zeng, Q. Wu, J. Mater. Sci. 47, 4400 (2012)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat J. Pu, S. Wan, W. Zhao, Y. Mo, X. Zhang, L. Wang, Q. Xue, J. Phys. Chem. C 115, 13275 (2011)CrossRef J. Pu, S. Wan, W. Zhao, Y. Mo, X. Zhang, L. Wang, Q. Xue, J. Phys. Chem. C 115, 13275 (2011)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat S.R. Kumar, J.G. Kim, C. Viswanathan, W.B. Kim, R.K. Selvan, N. Ponpandian, Mater. Res. Bull. 97, 272 (2018)CrossRef S.R. Kumar, J.G. Kim, C. Viswanathan, W.B. Kim, R.K. Selvan, N. Ponpandian, Mater. Res. Bull. 97, 272 (2018)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat X. Li, X. Zheng, J. Shao, T. Gao, Q. Shi, Q. Qu, Chem. Eur. J. 22, 376 (2016)CrossRef X. Li, X. Zheng, J. Shao, T. Gao, Q. Shi, Q. Qu, Chem. Eur. J. 22, 376 (2016)CrossRef
29.
30.
31.
Zurück zum Zitat Y. Chang, J. Li, B. Wang, H. Luo, L. Zhi, J. Mater. Sci. Technol. 30, 759 (2014)CrossRef Y. Chang, J. Li, B. Wang, H. Luo, L. Zhi, J. Mater. Sci. Technol. 30, 759 (2014)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat T. Fujii, F.M.F. de Groot, G.A. Sawatzky, F.C. Voogt, T. Hibma, K. Okada, Phys. Rev. B 59, 3195 (1999)CrossRef T. Fujii, F.M.F. de Groot, G.A. Sawatzky, F.C. Voogt, T. Hibma, K. Okada, Phys. Rev. B 59, 3195 (1999)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat S.M. Hao, Q.J. Li, J. Qu, F. An, Y.J. Zhang, Z.Z. Yu, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 10, 17923 (2018)CrossRef S.M. Hao, Q.J. Li, J. Qu, F. An, Y.J. Zhang, Z.Z. Yu, A.C.S. Appl, Mater. Interfaces 10, 17923 (2018)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat S. Wang, D. Yu, L. Dai, D.W. Chang, J.B. Baek, ACS Nano 5, 6202 (2011)CrossRef S. Wang, D. Yu, L. Dai, D.W. Chang, J.B. Baek, ACS Nano 5, 6202 (2011)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat J.Z. Wang, C. Zhong, D. Wexler, N.H. Idris, Z.X. Wang, L.Q. Chen, H.K. Liu, Chem. Eur. J. 17, 661 (2011)CrossRef J.Z. Wang, C. Zhong, D. Wexler, N.H. Idris, Z.X. Wang, L.Q. Chen, H.K. Liu, Chem. Eur. J. 17, 661 (2011)CrossRef
Metadaten
Titel
Gamma-irradiation synthesis of Fe3O4/rGO nanocomposites as lithium-ion battery anodes
verfasst von
Ying Liang
Wangli Lu
Publikationsdatum
27.08.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 19/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-04268-9

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