リチウムイオン電池の進行性アノードとしての埋め込まれたリンが豊富なリン化リン粒子を備えたハニカム様3Dカーボンスケルトン

リンが豊富な鉄リン化鉄（FEP2）は、低コスト、高い自然量、高い理論的能力、および合理的な酸化還元電位により、リチウム貯蔵の優れたアノード候補と見なされています。ただし、FEP2は、低可逆性、速い容量の低下、大きなボリュームの変動など、いくつかの困難な問題に苦しんでいます。本明細書では、埋め込まれたFEP2ナノ粒子（FEP2 NPS@CKとして示される）を備えた3Dハニカム様カーボンスケルトンを設計および合成しました。高い可逆性と長期サイクリングの安定性。FEP2 NPS@CKは高い可逆性を示し、0.5 A G-1で938 MA H G-1にも高い可逆容量を提供します。また、優れたサイクリングの安定性を示し、1 A G-1で500サイクル後に620 mA H G-1の容量を提供します。さらに、FEP2 NPS@CKの高速速度論およびリチウム貯蔵メカニズムは、定量分析とその場X線回折によって調査されます。このような優れたパフォーマンスは、FEP2 NPS@CKがリチウム貯蔵の有望で魅力的なアノード候補になる可能性があることを示しています。

Phosphorus-rich iron phosphides (FeP2) have been regarded as excellent anode candidates for lithium storage owing to their low cost, high natural abundance, high theoretical capacity, and reasonable redox potential. However, FeP2 suffers from a few challenging problems such as low reversibility, fast capacity degradation, and big volume variation. Herein, we have designed and synthesized a 3D honeycomb-like carbon skeleton with embedded FeP2 nanoparticles (denoted as FeP2 NPs@CK), which can significantly promote the kinetics and maintain the structural stability during the cycling, resulting in an excellent electrochemical performance reflected by high reversibility and long-term cycling stability. FeP2 NPs@CK shows high reversibility, delivering a reversible capacity as high as 938 mA h g-1 at 0.5 A g-1. It also shows excellent cycling stability, delivering a capacity of 620 mA h g-1 after 500 cycles at 1 A g-1. Moreover, the fast kinetics and lithium storage mechanism of FeP2 NPs@CK are investigated by quantitative analysis and in situ X-ray diffraction. Such superior performance demonstrates that FeP2 NPs@CK could be a promising and attractive anode candidate for lithium storage.