DOI: 10.1021/acsami.0c22616
在锗基化合物中，GeTe显示出较高的理论容量（相对于Li+/Li为856mAh/g，相对于Na+/Na为401mAh/g），且在离子嵌入/脱嵌过程中体积膨胀系数较低，是一种很有前途的负极候选材料。然而，如何在负极材料中实现类金属GeTe的良好分散仍然是一项重大的挑战。在此，研究者表明通过简易的球磨工艺制备的杂化GeTe/石墨烯（GeTe/G）可作为LiBs和SiBs的高效负极。将粉碎的GeTe有效地锚固在剥离的石墨烯片上，可以加速Li+在电极中的传输，从而改善整体电化学性能。例如，GeTe/G在0.1A/g下循环第300次时具有478mAh/g的高可逆容量。此外，通过使用碳纳米管（CNT）和由棉纤维素热解的碳纳米纤维进一步交联GeTe/G，所制备的三维（3D）柔性负极具有较大的孔隙，这些大孔可充当有利于离子传输的正向通道。值得注意的是，所制备的厚度为1050μm的柔性3D GeTe/G/CNT柔性电极在0.1A/g下进行第二次循环时显示出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。上述结果为3D柔性碳海绵电极在高性能LiBs/SiBs中的直接应用提供了一些启示。
图1.制备柔性3D GeTe/G/CNT电极的实验步骤。
图2.（a）锡基材料和（b）锗基材料的理论锂化/脱锂容量，（c）锗基材料的最大体积膨胀/收缩率和（d）一些实验室常用材料的电子导电率。
图3.（a）石墨、GeTe、Ge和Te中Li+扩散能垒的DFT和MD计算结果；（b）相对于时间的均方位移（MSD）；（c）石墨烯对Li+扩散的积极影响；（d，g）GeTe，（e，h）Te和（f，i）Ge的晶体结构；（j）GeTe，（k）Te和（l）Ge中的Li扩散路径；（m）GeTe/G，（n）Te/G和（o）Ge/G的晶体结构。
图4.（a）GeTe和GeTe/G的XRD图谱；（b）Ge、Te、GeTe和GeTe/G的拉曼光谱；（c）GeTe和GeTe/G的BET吸附-解吸曲线。
图5.（a）GeTe和（b）GeTe/G的SEM图像，（c-f）GeTe/G的元素映射图像；（g-h）GeTe/G的TEM图像，以及（i）GeTe/G选定区域的电子衍射图。
图6.（a）GeTe/G在最初五个循环期间的CV曲线，（b）GeTe/G的放电/充电曲线，（c）GeTe/G的倍率性能，以及（d）GeTe/G在不同电流密度下的循环容量和库仑效率。
图7.（a）初级GeTe/C电极的SEM图像，（b）GeTe/C电极在0.1A/g下循环100次的SEM图像，（c）初级GeTe/C电极的表面高度分布直方图，以及（d）循环GeTe/C电极的表面高度分布直方图。
图8.FTED-x的剖面图：（a）FTED-1，（b）FTED-2和（c-f）FTED-3；（g）FTED-3的数码照片；（h，i）FTED-3的正视图；（k-n）FTED-3正视图中C、Ge和Te的元素分布图像。
图9.（a）FTED-3在最初五个循环期间的CV曲线，（b）不同厚度FTED的循环性能和库仑效率，（c）不同厚度FTED的比表面积容量，（d）FTED-3的放电/充电特性，（e，f）不同厚度FTED的倍率性能，（g）FTED-3的CV曲线，（h）GeTe/G和不同厚度FTED的贡献率与扫描速率的关系，（i）不同厚度FTED的BET吸附-解吸曲线。
图10.（a）GeTe/G在最初五个循环期间的CV曲线，（b）FTED-3的放电/充电曲线，（c）GeTe/G和不同厚度FTED的循环性能和库仑效率，（d）FTED-3在最初五个循环期间的CV曲线，（e）FTED-3的放电/充电曲线，（f）不同厚度FTED的比表面积容量，（g）GeTe/G的倍率性能，和（h，i）不同厚度FTED的倍率性能。
