《表2 已报道的ZnO及其复合材料的性能》

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《二维配位聚合物衍生的氮掺杂碳/氧化锌纳米复合材料作为高性能的锂离子电池负极材料》

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图6b是ZnO-N-C电极在50 mA·g-1的电流密度下的第1、2、3和50次的充放电图。从第1次放电曲线中，可以观察到在0.53和0.25 V附近有2个放电平台，在0.53 V附近的放电平台归属于ZnO还原为Zn以及Li2O的形成；而在0.25 V附近相对较弱的放电平台归属于Li-Zn合金的形成和电解质的分解。在随后的放电曲线中，可以观察到在0.25~0.8 V之间有一斜的放电平台。第一次放电结束时，ZnO-N-C电极的放电容量为1 796 mAh·g-1，远远高于ZnO的理论容量（987 mAh·g-1）。超过的容量来自不可逆的Li2O，SEI膜的形成和电解质在低电压范围的分解[19]。在第2次放电结束时，放电容量为833 mAh·g-1，与第1次放电容量相比，不可逆的容量损失达53.6%，造成损失的原因可能是SEI膜的形成和电解质的分解。图6c为ZnO-N-C电极在50mA·g-1的电流密度下的循环性能图。从图中可以观察到，在第1次充放电循环后，由于SEI界面膜的形成以及在充放电过程中复杂的副反应造成了容量明显的衰减。但从第6次充放电循环开始，该电极材料展现出了良好的循环性能，50次循环后，其可逆容量为611 mAh·g-1。与已报道的ZnO/C复合材料相比（表2），本工作中制备的ZnO-N-C电极具有较好的电化学性能。图6c表明其首次充放电库伦效率仅为41.5%，而从第10次循环后，库伦效率几乎都接近100%，表明ZnO-N-C电极具有良好的可逆性。图6d的倍率性能图表明，当电流密度为50、100、300、500和1 000 mA·g-1时，ZnO-N-C电极的可逆容量分别为586、502、332、235和122 mAh·g-1，在大电流下展现出较为优异的充放电能力。当电流密度从1 000 mA·g-1恢复到50 mA·g-1时，电极的可逆容量恢复至605 mAh·g-1，表明ZnO-N-C电极具有优异的倍率性能。ZnO-N-C优良的电化学性能与以下因素有关:一是ZnO纳米粒子的小尺寸导致锂离子扩散路径缩短，且提供了更多的电化学活性位点；二是ZnO纳米粒子表面覆盖的一层氮掺杂碳不仅增强了该材料的导电性，还有利于缓冲充放电时电极的体积变化。