DOI: 10.1021/acsami.0c22616
在鍺基化合物中，GeTe顯示出較高的理論容量（相對于Li+/Li為856mAh/g，相對于Na+/Na為401mAh/g），且在離子嵌入/脫嵌過程中體積膨脹系數較低，是一種很有前途的負極候選材料。然而，如何在負極材料中實現類金屬GeTe的良好分散仍然是一項重大的挑戰。在此，研究者表明通過簡易的球磨工藝制備的雜化GeTe/石墨烯（GeTe/G）可作為LiBs和SiBs的高效負極。將粉碎的GeTe有效地錨固在剝離的石墨烯片上，可以加速Li+在電極中的傳輸，從而改善整體電化學性能。例如，GeTe/G在0.1A/g下循環第300次時具有478mAh/g的高可逆容量。此外，通過使用碳納米管（CNT）和由棉纖維素熱解的碳納米纖維進一步交聯GeTe/G，所制備的三維（3D）柔性負極具有較大的孔隙，這些大孔可充當有利于離子傳輸的正向通道。值得注意的是，所制備的厚度為1050μm的柔性3D GeTe/G/CNT柔性電極在0.1A/g下進行第二次循環時顯示出451.4mAh/g（4.38mAh/cm2，vs.Li+/Li）和372.5mAh/g（2.08mAh/cm2，vs.Na+/Na）的高可逆容量。上述結果為3D柔性碳海綿電極在高性能LiBs/SiBs中的直接應用提供了一些啟示。
圖1.制備柔性3D GeTe/G/CNT電極的實驗步驟。
圖2.（a）錫基材料和（b）鍺基材料的理論鋰化/脫鋰容量，（c）鍺基材料的最大體積膨脹/收縮率和（d）一些實驗室常用材料的電子導電率。
圖3.（a）石墨、GeTe、Ge和Te中Li+擴散能壘的DFT和MD計算結果；（b）相對于時間的均方位移（MSD）；（c）石墨烯對Li+擴散的積極影響；（d，g）GeTe，（e，h）Te和（f，i）Ge的晶體結構；（j）GeTe，（k）Te和（l）Ge中的Li擴散路徑；（m）GeTe/G，（n）Te/G和（o）Ge/G的晶體結構。
圖4.（a）GeTe和GeTe/G的XRD圖譜；（b）Ge、Te、GeTe和GeTe/G的拉曼光譜；（c）GeTe和GeTe/G的BET吸附-解吸曲線。
圖5.（a）GeTe和（b）GeTe/G的SEM圖像，（c-f）GeTe/G的元素映射圖像；（g-h）GeTe/G的TEM圖像，以及（i）GeTe/G選定區域的電子衍射圖。
圖6.（a）GeTe/G在最初五個循環期間的CV曲線，（b）GeTe/G的放電/充電曲線，（c）GeTe/G的倍率性能，以及（d）GeTe/G在不同電流密度下的循環容量和庫侖效率。
圖7.（a）初級GeTe/C電極的SEM圖像，（b）GeTe/C電極在0.1A/g下循環100次的SEM圖像，（c）初級GeTe/C電極的表面高度分布直方圖，以及（d）循環GeTe/C電極的表面高度分布直方圖。
圖8.FTED-x的剖面圖：（a）FTED-1，（b）FTED-2和（c-f）FTED-3；（g）FTED-3的數碼照片；（h，i）FTED-3的正視圖；（k-n）FTED-3正視圖中C、Ge和Te的元素分布圖像。
圖9.（a）FTED-3在最初五個循環期間的CV曲線，（b）不同厚度FTED的循環性能和庫侖效率，（c）不同厚度FTED的比表面積容量，（d）FTED-3的放電/充電特性，（e，f）不同厚度FTED的倍率性能，（g）FTED-3的CV曲線，（h）GeTe/G和不同厚度FTED的貢獻率與掃描速率的關系，（i）不同厚度FTED的BET吸附-解吸曲線。
圖10.（a）GeTe/G在最初五個循環期間的CV曲線，（b）FTED-3的放電/充電曲線，（c）GeTe/G和不同厚度FTED的循環性能和庫侖效率，（d）FTED-3在最初五個循環期間的CV曲線，（e）FTED-3的放電/充電曲線，（f）不同厚度FTED的比表面積容量，（g）GeTe/G的倍率性能，和（h，i）不同厚度FTED的倍率性能。
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