NiCo₂O₄ Formato Ouriço-do-Mar via Auto-Montagem Direcionada por Carga para Desempenho Superior em Baterias de Íon-Lítio

Resumo

Neste estudo, síntese hidrotérmica de NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar foi demonstrada com sucesso por estratégia versátil de auto-montagem direcionada por carga usando moléculas de poli(dialildimetilamônio cloreto) (PDDA) positivamente carregadas. Caracterizações físicas implicaram que microesferas tipo ouriço-do-mar de ~2,5 µm de tamanho foram formadas por auto-montagem de numerosos nanocônes com dimensão típica de ~100 nm de diâmetro. Estudo de desempenho eletroquímico confirmou que NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar exibiu alta capacidade reversível de 663 mAh g⁻¹ após 100 ciclos a densidade de corrente de 100 mA g⁻¹. Capacidade de taxa indicou que capacidades médias de 1085, 1048, 926, 642, 261 e 86 mAh g⁻¹ poderiam ser alcançadas a 100, 200, 500, 1000, 2000 e 3000 mA g⁻¹, respectivamente. Excelentes desempenhos eletroquímicos atribuídos à única micro/nanoestrutura de NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar, adaptada por moléculas de PDDA positivamente carregadas. Estratégia proposta tem grandes potenciais no desenvolvimento de óxidos de metais de transição binários com micro/nanoestruturas para aplicações de armazenamento de energia eletroquímica.

Introdução

Espinélio niquel cobaltito (NiCo₂O₄) é um dos mais importantes óxidos de metais de transição binários (TMOs) com amplas aplicações em divisão eletrocatalítica de água, supercapacitores e materiais de baterias recarregáveis, etc. Particularmente, espinélio NiCo₂O₄, tendo capacidade específica teórica (890 mAh g⁻¹), pode ser usado como material de ânodo promissor de alta capacidade para armazenamento eletroquímico de lítio, devido à maior condutividade elétrica e atividades eletroquímicas que óxidos monometálicos (Co₃O₄ e NiO). No entanto, desempenho de armazenamento de lítio de NiCo₂O₄ era altamente dependente de estrutura e morfologia distintas, que mostravam efeitos significativos em estabilidade de ciclagem e capacidade de taxa.

Nos últimos anos, vários NiCo₂O₄ com morfologias interessantes, incluindo nanofios, nanoflocos, nanoflakes, nanocintos, tipo ouriço-do-mar e estruturas tipo flor, foram sintetizados por métodos hidrotérmico e solvotérmico. Estudos prévios sugeriram que micro/nanoestruturas manifestaram benefícios duais de dimensões micro e nano para transporte melhorado de elétrons e íons, levando a desempenhos eletroquímicos superiores. Geralmente, design de estrutura de NiCo₂O₄ com micro/nanoestruturas foi dirigido por escolha de reagentes controladores de morfologia apropriados. Zhang et al. empregaram polivinilpirrolidona (PVP) para sintetizar NiCo₂O₄ para controle de morfologia, baseado em coordenação de íons metálicos com grupos funcionais (ex.: -N e/ou C=O) de pirrolidona. No entanto, reagentes diretores de estrutura limitados são viáveis para síntese de TMOs binários com morfologia única. Assim, é altamente desejável explorar reagentes versáteis para sintetizar NiCo₂O₄ com micro/nanoestruturas. Recentemente, reportamos reagentes positivamente carregados, como cloreto de dialildimetilamônio (DDA) e seu homopolímero, exibiram potenciais na síntese de Co₃O₄ para baterias de íon-lítio (LIBs). No entanto, não temos conhecimento de quaisquer TMOs binários (ex.: NiCo₂O₄) com micro/nanoestruturas sintetizados por tais moléculas carregadas para aplicações de armazenamento eletroquímico de lítio.

Aqui, reportamos estratégia de auto-montagem direcionada por carga para NiCo₂O₄ com estrutura tipo ouriço-do-mar, seguida por tratamento térmico. Moléculas de poli(dialildimetilamônio cloreto) (PDDA) positivamente carregadas foram consideradas reagente diretor de estrutura crucial na síntese hidrotérmica. NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar com micro/nanoestruturas também demonstrou desempenho superior de armazenamento de lítio em ciclos repetidos de carga-descarga. Obviamente, é o primeiro trabalho sobre síntese de auto-montagem direcionada por carga de TMOs binários com assistência de moléculas orgânicas carregadas. Esta nova estratégia espera pavimentar novo caminho de sintetizar TMOs binários com novas micro/nanoestruturas para materiais de armazenamento de energia.

Métodos

Síntese de NiCo₂O₄ Tipo Ouriço-do-Mar

Em síntese típica, 0,5 g de acetato de níquel tetrahidratado (≥99%), 1,0 g de acetato de cobalto tetrahidratado (≥98%) e 3,0 g de ureia (99,5%) recebidos da Acros Organics foram dissolvidos em 55 mL água deionizada, seguido por adição de 5 g solução PDDA (20% p/p em H₂O, Sigma-Aldrich). Solução mista foi cuidadosamente transferida para autoclave de aço inoxidável revestido de Teflon selado e colocado em forno elétrico mantido a 120 °C por 2 h. Precipitação resultante coletada por filtração assistida a vácuo e lavada com água deionizada três vezes. Finalmente, amostra filtrada foi tratada termicamente em forno muffle a 450 °C por 2 h. Amostras negras sintetizadas foram diretamente usadas em caracterizações de materiais e avaliação de desempenho eletroquímico.

Caracterizações de Materiais e Avaliação de Desempenho Eletroquímico

Fases cristalinas, morfologias de materiais, microestruturas e estados de valência das amostras preparadas foram caracterizadas por difratômetro de raios-X em pó (XRD, Philips PW1830), microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo (FE-SEM, Hitachi S4800), microscópio eletrônico de transmissão (TEM, FEI Tecnai G² 20 scanning), e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS, Modelo PHI5600), respectivamente. Estudo de conversão térmica de precursores conduzido em análise termogravimétrica (TGA, Mettler Toledo) e calorimetria exploratória diferencial (DSC, Mettler Toledo) sob atmosfera de oxigênio. Além disso, área superficial específica e distribuições de tamanho de poros de NiCo₂O₄ realizadas em analisador de área superficial (Quantachrome Instruments) por isotermas de adsorção-desorção de N₂ a 77 K. Área superficial específica e distribuição de tamanho de poros obtidas por métodos multiponto Brunauer-Emmett-Teller (BET) e Barrett-Joyner-Halenda (BJH), respectivamente. Desempenho de armazenamento de lítio eletroquímico e capacidade de taxa avaliados em célula tipo moeda CR2025 com NiCo₂O₄ como eletrodo de trabalho, metal de lítio como contraeletrodo, membrana microporosa (Celgard® 2400) como separador, e 1 M LiPF₆ em 50% vol. carbonato de etileno e 50% vol. carbonato de dimetil como eletrólito. Eletrodo de trabalho composto por 80% NiCo₂O₄ ativo, 10% ligante PVdF e 10% carbono condutivo SuperP. Análise voltametria cíclica (CV) medida em faixa de tensão 0,005-3 V vs. Li⁺/Li e espectros de impedância eletroquímica (EIS) de ânodos NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar também registrados em estação eletroquímica (CorrTest® Instruments) em faixa de frequência 100 kHz a 0,01 Hz com amplitude de 5 mV. Teste galvanoestático de carga-descarga conduzido em sistema de teste de bateria (LAND CT2001A) a temperatura ambiente. Desempenho de ciclagem conduzido a densidade de corrente de 100 mA g⁻¹ por 100 ciclos e teste de capacidade de taxa realizado com várias densidades de corrente variando de 100 mA g⁻¹ a 3000 mA g⁻¹.

Resultados e Discussão

Padrão DRX na Fig. 1a sugeriu que produto preparado foi NiCo₂O₄ cúbico de face centrada de alta cristalinidade e pureza (PDF 02-1074). Picos 2θ localizados a 31,1°, 36,6°, 44,6°, 55,3°, 59,0°, 64,7° atribuídos a planos cristalinos característicos (2 2 0), (3 1 1), (4 0 0), (4 2 2), (5 1 1) e (4 4 0), respectivamente. Além disso, fases cristalinas nos precursores preparados consistiram de Ni₂CO₃(OH)₂ (PDF 35-0501) e Co(CO₃)₀.₅(OH)·0,11H₂O (PDF 48-0083), consistente com estudo prévio. Picos 2θ a 12,1°, 24,3°, 30,5°, 34,8° e 59,8° poderiam ser relacionados a planos de cristal Ni₂CO₃(OH)₂ (1 1 0), (1 3 0), (-1 0 1), (-2 0 1) e (0 0 2) respectivamente. Picos 2θ a 17,5°, 33,8°, 39,5° e 47,3° poderiam ser atribuídos a planos de cristal Co(CO₃)₀.₅(OH)·0,11H₂O (0 2 0), (2 2 1), (2 3 1) e (3 4 0), respectivamente. Aparentemente, tanto Ni²⁺ quanto Co²⁺ foram precipitados por íons CO₃²⁻ e OH⁻, liberados da decomposição de ureia em condições hidrotérmicas. Curva TGA na Fig. 1b mostrou que temperatura de calcinação de 450 °C foi suficiente para conversão térmica de fases mistas a NiCo₂O₄ puro, já que nenhuma perda de massa observada após 450 °C. Também, temperatura de conversão determinada como 350 °C, levando a perda de massa total de 37% p/p.

Análise morfológica na Fig. 2a, b implicou que estrutura tipo ouriço-do-mar de precursores obtida com sucesso com tratamento hidrotérmico assistido por PDDA. Após tratamento térmico a 450 °C, morfologia tipo ouriço-do-mar de microesferas NiCo₂O₄ ainda pôde ser mantida, indicando natureza robusta a alta temperatura. Microesferas NiCo₂O₄ tipicamente ~2,5 µm de diâmetro, compostas de numerosos nanocônes com diâmetro médio de ~100 nm. Nota que moléculas PDDA desempenham papel crucial na formação de estrutura tipo ouriço-do-mar. No início, decomposição de ureia levando a geração de CO₃²⁻ e OH⁻ iniciou nucleação de Co²⁺ e Ni²⁺ em condições hidrotérmicas. Átomos de nitrogênio em PDDA dotados de pares de elétrons livres permitiram forte interação eletrostática com íons negativos. Portanto, superfície destes pequenos núcleos foi primeiro ocupada por estes íons negativos (CO₃²⁻ e OH⁻), levando a adsorção eletrostática de moléculas positivamente carregadas. Devido a impedimento estérico, PDDA levou ao crescimento de cristal de precursores junto direção preferencial. Para minimizar energia de superfície, auto-montagem de nanoestruturas via processo espontâneo de amadurecimento de Ostwald eventualmente ocorre, resultando em formação de estrutura tipo ouriço-do-mar.

Efeitos de quantidades de PDDA na morfologia de precursores também investigados com caracterização FE-SEM. Como mostrado na Fig. 3, quando solução PDDA de 2,5 g adicionada na síntese hidrotérmica, amostra de precursor preparada exibiu mesma estrutura esférica de 2-5 µm de diâmetro. Muitos nanocônes, considerados unidades construtivas, organizados aleatoriamente em grandes esferas micro/nanoestruturadas. Quando quantidade de PDDA aumentada para 10 g, tanto estruturas tipo ouriço-do-mar quanto tipo feixe de palha puderam ser obviamente encontradas em precursores hidrotérmicos. Efeitos de PDDA em orientação cristalina devem ser associados com propriedade de carga de superfície de pequenos núcleos, que poderia ser adaptada por quantidades de moléculas PDDA positivamente carregadas. Assim, solução PDDA de 5 g, equivalente a concentração de 16,7 mg L⁻¹, foi condições ótimas para sintetizar estrutura tipo ouriço-do-mar, devido à orientação preferencial de crescimento cristalino.

Microestruturas de microesferas analisadas por TEM revelaram que estruturas altamente porosas em NiCo₂O₄ indicadas por contraste evidente branco/preto e alta cristalinidade convencida por planos de rede claros (Fig. 4a, b). Tamanho médio de partículas primárias cerca de 10 nm. Valores de espaçamento d de ~0,20 nm e ~0,25 nm atribuídos a plano de cristal (400) e (311), respectivamente. Além disso, tamanho de poro cerca de 10 nm em média. Análise acima confirmou que NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar sintetizado com sucesso por estratégia de auto-montagem direcionada por carga com tratamento térmico subsequente.

Baseado em isotermas de adsorção-desorção de N₂, área superficial BET e distribuição de tamanho de poros BJH de amostra NiCo₂O₄ foram cerca de 68,6 m² g⁻¹ e 8,8 nm, respectivamente (Fig. 5). Alta área superficial e tamanho de poro uniforme favoráveis para encurtar comprimento de difusão de íons e aliviar expansão de volume em processos eletroquímicos. Espectro de survey na Fig. 6a depictou presença de Ni, Co, O e C no produto. Dados XPS de alta resolução de Co2p na Fig. 6b indicaram co-existência de espécies Co²⁺ e Co³⁺, revelada por picos Co2p₃/₂ ajustados localizados a ~779,5 eV e ~781,3 eV, respectivamente. Similarmente, dados XPS de alta resolução de Ni 2p na Fig. 6c implicaram presença de Ni²⁺ e Ni³⁺, sugerida por picos Ni2p₃/₂ ajustados centrados a ~854,6 eV e ~856,2 eV, respectivamente. Presença de picos satélite também confirmou presença de Co²⁺ e Ni²⁺. Nota que separações de picos para Co2p₁/₂ vs Co2p₃/₂ e Ni2p₁/₂ vs Ni2p₃/₂ determinadas como 15,2 e 17,3 eV, consistente com estudos prévios. Múltiplos estados de valência de Co (+2, +3) e Ni (+2, +3) em espinélio NiCo₂O₄ benéficos para reações de conversão eletroquímica em processos carga-descarga.

Mecanismo de conversão eletroquímica e reversibilidade de NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar investigado com análise CV. Como mostrado na Fig. 7, no primeiro ciclo, dois picos catódicos distintos localizados a cerca de 0,8 V e 1,3 V indicaram redução eletroquímica de Co³⁺ a Co²⁺, e então redução de Co²⁺ e Ni²⁺ a Co e Ni metálicos, respectivamente. Para primeiro processo anódico, oxidação eletroquímica de Co e Ni metálicos a cerca de 1,4 e 2,2 V levaria a geração reversível de espécies Co²⁺, Co³⁺ e Ni²⁺, que eventualmente resultou em formação de fase NiCo₂O₄. Também possível que interfase de eletrólito sólido formada no primeiro ciclo de ativação. Obviamente, após processo de ativação no primeiro ciclo, boa reversibilidade de reações redox eletroquímicas observada nos dois ciclos subsequentes, indicado por curvas CV sobrepostas. Única diferença foi que pico de redução principal deslocou de 0,8 para 1,0 V, consistente com estudo CV prévio em ânodos NiCo₂O₄. Mecanismo detalhado de reações de conversão eletroquímica também discutido em estudos prévios e descrito como abaixo.

$$ {\mathrm{NiCo}}_2{\mathrm{O}}_4+8\ {\mathrm{Li}}^{+}+8\ {\mathrm{e}}^{-}\leftrightarrow 2\ \mathrm{Co}+\mathrm{Ni}+4\ {\mathrm{Li}}_2\mathrm{O} $$ (1) $$ \mathrm{Ni}+{\mathrm{Li}}_2\mathrm{O}\leftrightarrow \mathrm{NiO}+2\ {\mathrm{Li}}^{+}+2\ {\mathrm{e}}^{-} $$ (2) $$ \mathrm{Co}+{\mathrm{Li}}_2\mathrm{O}\leftrightarrow \mathrm{CoO}+2\ {\mathrm{Li}}^{+}+2\ {\mathrm{e}}^{-} $$ (3) $$ \mathrm{CoO}+1/3\ {\mathrm{Li}}_2\mathrm{O}\leftrightarrow 1/3\ {\mathrm{Co}}_3{\mathrm{O}}_4+2/3\ {\mathrm{Li}}^{+}+2/3\ {\mathrm{e}}^{-} $$ (4)

Desempenho de ciclagem eletroquímica de amostra NiCo₂O₄ fornecido na Fig. 8a e resultado indicou que capacidade reversível de 663 mAh g⁻¹ alcançada a densidade de corrente de 100 mA g⁻¹ após 100 ciclos de carga-descarga. Desempenho de ciclagem também comparável com estudo prévio em material puro NiCo₂O₄. Por exemplo, armazenamento de lítio eletroquímico de array de nanofios NiCo₂O₄ hierárquico foi cerca de 413 mAh g⁻¹ quando avaliado a 100 mA g⁻¹ sobre 100 ciclos. No entanto, quando NiCo₂O₄ modificado com aditivos altamente condutivos ou óxidos metálicos, melhor desempenho eletroquímico poderia ser alcançado em comparação com NiCo₂O₄ puro. Por exemplo, Chen et al. reportaram estabilidade de ciclagem de NiCoO₂ puro significativamente melhorada por óxido de grafeno reduzido e alta capacidade reversível de 816 mAh g⁻¹ alcançada com 80,1% retenção de capacidade. Também, Sun et al. reportaram desempenho de ciclagem de dedecaedro oco poroso NiCoO₂/NiO cerca de 1535 mAh g⁻¹ a 200 mA g⁻¹ sobre 100 ciclos, equivalente a retenção de capacidade de 97,2%. Eficiências coulombicas após ativação inicial quase estabilizadas a ~100%, indicando alta reversibilidade eletroquímica. Como mostrado na Fig. 8b, curvas de carga-descarga em diferentes ciclos também mostraram comportamentos distintos. Com ciclos repetidos de carga-descarga, óbvio que curvas de carga-descarga do 50º ciclo também idênticas aos ciclos iniciais, indicando vias de reação eletroquímica similares nos primeiros 50 ciclos. No entanto, curvas de carga-descarga do 100º ciclo mostraram comportamentos ligeiramente diferentes, sugerindo que decaimento lento de material pode estar presente durante reações de conversão anódica. Além disso, capacidade de taxa na Fig. 8c mostrou que capacidades médias de descarga de NiCo₂O₄ medidas em densidades de corrente 100, 200, 500, 1000, 2000 e 3000 mA g⁻¹ foram cerca de 1085, 1048, 926, 642, 261 e 86 mAh g⁻¹, respectivamente. Quando densidade de corrente comutada para 100 mA g⁻¹, alta capacidade reversível de cerca de 1000 mAh g⁻¹ ainda mantida, indicando nenhum decaimento óbvio de capacidade reversível em teste de capacidade de taxa. Nota que capacidade específica experimental de 1085 mAh g⁻¹ alcançada a 100 mA g⁻¹ foi maior que valor teórico (890 mAh g⁻¹). Este fenômeno comumente observado em ânodos de óxidos de metais de transição. Capacidade extra pode ser atribuída a formação reversível de filmes poliméricos tipo gel e armazenamento interfacial de lítio, etc. Na Fig. 8d, curvas típicas de carga-descarga em diferentes densidades de corrente também sugeriram capacidade específica mostrou diminuição significativa com aumento de densidades de corrente de carga-descarga de 100 a 3000 mA g⁻¹. Desempenho eletroquímico alcançado neste estudo foi melhor ou comparável com estudos prévios em materiais baseados em NiCo₂O₄. Por exemplo, Chen et al. reportaram nanofios mesoporosos NiCo₂O₄ entregaram capacidades reversíveis de 1215, 797 e 413 mAh g⁻¹ em densidades de corrente de 200, 500 e 1000 mA g⁻¹, respectivamente. Capacidade de taxa alcançada de NiCo₂O₄ neste estudo também comparável com trabalho prévio em outros óxidos de metais de transição. Por exemplo, Lyu et al. reportaram capacidades reversíveis de CuO oco em densidades de corrente avaliadas de 100, 200, 500 e 1000 mA g⁻¹ foram 629, 567, 488 e 421 mAh g⁻¹, respectivamente. Deve ser mencionado que desempenho de taxa de NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar não foi estável, particularmente em altas densidades de corrente. Fenômeno provavelmente devido à natureza semicondutora de NiCoO₂ puro e destruição de unidades construtivas (nanocônes) por alta densidade de corrente. Similarmente, desempenhos de taxa de NiCo₂O₄ esférico e nanofitas de NiCo₂O₄ também instáveis em estudos prévios, quando densidade de corrente de carga-descarga alterada para ≥1000 mA g⁻¹.

Nota que flutuação de eficiência coulombica também observada em medição de taxa C, particularmente nos pontos de mudança de densidades de corrente. Por exemplo, quando densidade de corrente comutada de 1000 a 2000 mA g⁻¹, eficiência coulombica do 40º ciclo declinou repentinamente de 100 para cerca de 80%. Nos 9 ciclos seguintes, eficiência coulombica estabilizou imediatamente a cerca de 100%. Queda súbita de eficiência coulombica pode estar relacionada à perda parcial de conectividade elétrica entre materiais NiCo₂O₄ e rede condutiva por variação de volume no processo de carga, devido à alta densidade de corrente aplicada. Fenômenos similares também reportados em estudos prévios de taxa C em materiais de ânodo para baterias recarregáveis.

Para entender natureza de ânodos NiCo₂O₄, análise EIS conduzida em faixa de frequência 100 kHz a 0,01 Hz com amplitude de 5 mV. EIS amplamente empregado como ferramenta útil para revelar comportamentos eletroquímicos e processo de transferência de carga. Para ânodos NiCo₂O₄ testados com diferentes ciclos, espectros EIS na Fig. 9 revelaram pequenos semicírculos e linhas retas nas regiões de alta e baixa frequência, respectivamente. Pequenos semicírculos devem ser relacionados a resistência de transferência de carga entre eletrodo e eletrólito. Linhas retas indicaram impedância de Warburg, que deve ser associada com difusão em estado sólido de Li⁺ em eletrodos NiCo₂O₄. Resistências de transferência de carga de eletrodo NiCo₂O₄ fresco antes e após 5 ciclos quase idênticas, indicando nenhuma mudança óbvia na interface eletrodo/eletrólito. No entanto, após 10 ciclos, resistência de transferência de carga tornou-se dominante em processos eletroquímicos, indicada por diâmetro maior de semicírculo. Além disso, linhas quase paralelas sugeriram mesmos comportamentos de difusão de Li⁺ em estado sólido antes e após testes de ciclagem. Portanto, resistência de transferência de carga de ânodos NiCo₂O₄ poderia desempenhar papel relativamente importante no desempenho eletroquímico.

Neste estudo, desempenho melhorado de NiCo₂O₄ deve ser atribuído às micro/nanoestruturas de morfologia tipo ouriço-do-mar, comparado a trabalho prévio em nanoestruturas (ex.: nanofios mesoporosos). Basicamente, desempenho de armazenamento de lítio associado com transporte eficiente de íons de lítio e elétrons em ciclos eletroquímicos de carga-descarga. Numerosos nanocônes, vistos como unidade construtiva de estrutura tipo ouriço-do-mar, poderiam melhorar grandemente comportamentos de difusão de Li⁺ em estado sólido, devido ao comprimento nanoscópico encurtado. Além disso, microesferas uniformes, consideradas partículas secundárias de estrutura tipo ouriço-do-mar, poderiam aumentar significativamente comportamentos de transporte de elétrons, devido a rede de transporte de elétrons de longo alcance. Benefícios combinados de micro/nanoestruturas em estrutura tipo ouriço-do-mar poderiam resultar em melhor desempenho eletroquímico que nanoestruturas. Overall, desempenho eletroquímico superior de NiCo₂O₄ atribuído às propriedades físicas únicas de estrutura tipo ouriço-do-mar, adaptadas por estratégia de auto-montagem direcionada por carga assistida por PDDA. Esta estratégia proposta tem potencial em síntese facilitada de materiais de armazenamento de energia para LIBs de próxima geração.

Conclusões

Em conclusão, NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar sintetizados com sucesso por estratégia de auto-montagem direcionada por carga com PDDA positivamente carregado, seguido por tratamento térmico. Moléculas carregadas desempenham papel crucial na formação de estrutura tipo ouriço-do-mar, devido a adsorção eletrostática e impedimento estérico. Também, NiCo₂O₄ tipo ouriço-do-mar demonstrou grandes potenciais em armazenamento de lítio eletroquímico. Desempenho superior atribuído à única estrutura tipo ouriço-do-mar de NiCo₂O₄ para transporte aprimorado de elétrons e íons. Overall, estratégia de auto-montagem direcionada por carga é rota atraente para sintetizar materiais de armazenamento de energia para baterias de íon-lítio de alto desempenho.

Abreviações

BET:

Brunauer-Emmett-Teller

BJH:

Barrett-Joyner-Halenda

CV:

Voltametria cíclica

DSC:

Calorimetria exploratória diferencial

EIS:

Espectros de impedância eletroquímica

FE-SEM:

Microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo

LIBs:

Baterias de íon-lítio

PDDA:

Poli(dialildimetilamônio cloreto)

TGA:

Análise termogravimétrica

TMOs:

Óxidos de metais de transição

XPS:

Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X

XRD:

Difratômetro de raios-X