成果简介
需要一种高度致密的电极材料来获得较大的体积容量。然而，作为离子传输通道的孔隙对于活性物质的高利用率至关重要。实现高体积密度和孔隙利用率之间的平衡仍然是一个挑战，特别是对于中空材料。本文，中科院宁波材料所Haiyong He等研究人员在《Nano Lett》期刊发表名为“Bamboo Weaving Inspired Design of a Carbonaceous Electrode with Exceptionally High Volumetric Capacity”的论文，研究展示了一种在不影响活性材料利用率的情况下制备高密度竹编柔性碳电极（BWFE）的新方法。
在毛细管力的作用下，石墨管被大量原位压缩成空心纳米带，形成竹编状结构，体积缩小率达96%。除了体积收缩和保护气孔外，转变还改变了BWFE的电子传递途径，使电极的电导率提高了100倍，比常用的碳布提高了40倍(1249 S/m)。机械强度的提高归功于独特的交织结构。在负载SnO2纳米颗粒后，BWFE/ SnO2复合电极具有2000 mAh/cm3的超高容量，而SnO2的负载量增加到1 mg/cm2不会影响比容量。BWFE还可以负载包括GeO2纳米粒子在内的，不同活性物质。因此，这样一种具有高耐用性和导电性的交织石墨纳米带薄膜可以作为柔性和大功率电极得到广泛的应用。
图文导读
图1. 管膜电极 (TFE) 和竹编柔性电极 (BWFE) 的示意图和形貌。
图2. BWFE 和 TFE 的机械性能
图3. SnO2 /BWFE和SnO2 /TFE复合电极。
图4. SnO2/BWFE和SnO2 /TFE电极的电化学性能。
小结
本文展示了一种在不影响活性材料利用率的情况下制造高密度碳电极的新方法。这种具有高稳健性和导电性的交织石墨纳米带薄膜可以作为柔性和高功率电极找到多种应用。
文献：
https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03765
