标题：河北大学《JCIS》：封装在金属有机结构衍生的多孔碳中的铅纳米球作为高功能钠离子电池负极

  研讨发现，该复合资料连续了Pb-MOF前驱体的描摹特征，呈现出碳结构包覆纳米Pb球状结构。该结构不光能够阻挠Pb纳米粒子的聚会并且碳基体增强了资料的导电性，有用缓解了铅在脱嵌钠离子进程中的剧烈体积改变，从而进步资料的结构稳定性，提高电化学功能。充放电进程中Pb纳米结构缩短了Na+的分散途径，确保了电极快速的反响动力学，确保了优秀的倍率功能。因而，该电极在2 A g-1的电流密度下，循环6000圈后，仍能取得334.2 mAh g-1的比容量，容量坚持率为~88.2 %。此项发现为开发高能钠离子电池合金负极资料奠定了根底，也为从废旧铅酸蓄电池收回Pb资料拓荒了新途径。

  图1：（a）Pb@C复合资料的组成进程示意图;（b-d）不同扩大倍数下的SEM图画；（e-f）TEM图画；（g）HRTEM图画；（h）元素分布图。

  图2：（a）Pb@C复合资料的Rietveld精修XRD图；（b）Raman光谱；（c）C 1s XPS图谱；（d）差分电荷密度（黄色代表电子堆集的区域，青色代表电子耗费的区域）；（e）在空气氛围下的TGA曲线吸附-脱附等温线：（a）Pb-MOF在N2氛围下的TGA曲线；（b）Pb-MOF在不一样的温度下的FTIR图谱（原始、200、300、380、410、500和600 ℃）；（c-h）不一样的温度下的高倍SEM图谱（原始、200、380、410、500和600 ℃）。

  图4：（a）Pb@C复合资料在0.1 mV s-1的扫速下的前五圈CV曲线的电流密度下的充放电曲线的电流密度下的倍率功能和对应的充放电曲线电流密度下的长循环功能。

  图5：（a）Pb@C电极的充放电曲线；（b）对应的非原位XRD机理图；（c）对应的合金化/去合金化结构示意图。

  图6：（a）Pb@C电极在不同扫速下的CV曲线；（b）不同扫速下CV曲线的log(i)与log(v)的联系图；（c）Pb@C电极原始和循环不同圈数的电化学阻抗谱；（d）GITT曲线和对应的Na+离子分散系数；（e）Na+在Pb@C以及Pb晶体结构中的分散途径；（f）对应的分散能垒。

  图7：（a）Pb@C//NVPF@CNTs全电池的离子结构示意图；（b）在电流密度为50 mA g-1时，Na//NVPF，Na//Pb@C半电池和Pb@C//NVPF全电池的充放电曲线；（c）全电池的倍率功能（插图为被全电池点亮的LED灯）；（d）在1 A g-1的电流密度下的长循环稳定性。

  本文以Pb(NO3)2和H3BTC为质料，在室温条件下制备得到Pb-MOF，后通过热处理得到封装在金属有机结构衍生的多孔碳中的铅纳米球。Pb纳米球均匀分布在由Pb-MOF前驱体衍生的碳骨架中，不只有用地减轻了体积效应，更进步了电/离子导电性，使其成为极具远景的钠离子电池负极资料。别的，Pb纳米颗粒和由MOF衍生出的多孔碳结构的构成，缩短了Na+的分散途径，确保了电极快速的动力学。因而，该电极展现出优异的倍率功能，在2 A g-1的大电流密度下，仍能发挥出~ 379.1 mAh g-1的比容量，循环6000圈后，容量坚持率高达88.2 %。以该Pb@C复合资料为负极和NVPF@CNTs为正极组满足电池，表现出优异的倍率功能和长循环稳定性。以上标明该复合资料具有实践使用的或许，也将会激起更多研讨者对铅基资料的研讨，并为其代替铅酸电池使用于便携储能设备供给了或许。

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