Ukutshaja Okukhawulezayo, Ubomi Obude: Inkohliso yeGraphene iPhucula iiBhetri zeLithium

Ababhali: In Hyuk Son Jong Hwan Park Seongyong Park Kwangjin Park Sangil Han Jaeho Shin Seok-Gwang Doo Yunil Hwang Hyuk Chang Jang Wook Choi Isishwankathelo Ukuphucula ipropathi enye ngaphandle kokubeka esichengenzinzeni ezinye kunzima kwiibhetri ze-lithium-ion ngenxa yendlela eziguquguqukayo phakathi kweeparameter eziphambili. Apha sinika ingxelo yenkqubo ye-chemical vapor deposition yokukhulisa umxube we-graphene–silica, obizwa ngokuba yibhola ye-graphene. Uyilo lwayo oluhleliweyo olunee-nanoparticles zesilicon oxide esiphakathi livumela nokuba i-1% ye-graphene ball yongezwe ngokulinganayo kwikhatode ethetha ngamanqanaba aphezulu e-nickel nge-Nobilta milling ekwaziyo ukukhula. Ukugqunywa kwe-graphene-ball kuphucula ubomi besekethe kunye nokukwazi ukutshaja ngokukhawuleza ngokuthintela ukusabela okungalunganga kunye nokubonelela ngeendlela ezikhoyo zokudibanisa. Ibhola ye-graphene ngokwayo ikwakhona njengemateriali ye-anode enomthamo omkhulu we-716.2 mAh g−1. Isuntsu eligqibeleleyo elibandakanya iibhola ze-graphene lenyusa ubuninzi lamandla egobolondo nge-27.6% xa kuthelekiswa nesuntsu elilawulayo ngaphandle kweebhola ze-graphene, libonisa ukubakho kokufikelela kwi-800 Wh L−1 kwindawo yesuntsu yorhwebo, kunye nokugcinwa kwe-78.6% yamandla emva kwemijikelezo ye-500 kwi-5C kunye ne-60 °C. Intshayelelo Ukuqhubeka kophuhliso lweebhetri ze-lithium-ion (LIBs) kuye kwavelisa ukuphuculwa okubalulekileyo kwiinkalo ezahlukeneyo zokusebenza kwazo, kubandakanya amandla egobolondo, amandla ombane, ubomi besekethe, kunye nokhuseleko. Ngoku, izixhobo ze-IT eziphathwayo zibonelela ngengxenye enkulu yezicelo ze-LIB, apho imiqathango yokusebenza ye-LIB zangoku ziyanelisa , , . Nangona kunjalo, njengoko izithuthi zombane (EVs) ziye zangena kwiimarike ze-LIB, iipropathi eziphambili ze-electrochemical ziye zabeka imiqathango enzima ngakumbi; ngelixa amandla aphezulu e-energy efunwa ukwandisa umgama wokuhamba, ukonyuka kwe-kinetics yokusabela kufuneka ukutshaja ngokukhawuleza kunye nokusebenza okuphezulu. Ukhuseleko lukwangundo mthetho kwizicelo ze-EV. Umngeni omkhulu kukoyisa ubudlelwane bokugungqa phakathi kweziipropathi ziphambili; ngokuqhelekileyo akunzima ukuphucula ipropathi enye ngaphandle kokubeka esichengenzini ezinye. 1 2 3 Ubuhlobo bokugungqa bubonakala ngokukodwa phakathi kwamandla e-energy kunye nokutshaja ngokukhawuleza (okanye amandla ombane). Ngelixa ukusetyenziswa kwe-nanomaterials njengezithako ezisebenzayo , kunye nokufakwa kwe-carbon nanomaterials , , njengezixhobo zokudibanisa ziye zabonisa ukutshaja okuphezulu ngokunciphisa umgama wokuhamba kwe-ion kunye nokuchasana kwangaphakathi, uninzi lwezo ndlela zisafuna ukuphuculwa ngaphambi kokuba zisenziwe kwi-LIB technology yangoku. I-tap-densities ye-nanomaterials ngaphantsi kakhulu kunezo zezinto eziqhelekileyo, nto leyo eyonakalisa amandla ombane, into ebalulekileyo kwezicelo ezininzi ze-LIB kunomlinganiswa we-gravimetric. Kwimeko efanayo ejonge ukunciphisa ukuchasana kwangaphakathi, ukudibanisa kwe-carbon nanomaterials efana ne-graphene kuye kwaba luncedo ekonyeni ubuchule bokudibanisa bama-electrode asekelwe kubungqina. Nangona kunjalo, ukufumana ulwabiwo olulinganayo lwemali encinci (oko kukuthi, <3 wt%) lwe-carbon nanomaterials kwi-slurry process enkulu ayikabonakali. Ukulungiswa kwezinto ezisebenzayo ezikhoyo ngokudibanisa izinto zangaphandle , okanye ulawulo lwe-stoichiometric , , kungayonyusa i-diffusivity ye-Li ions kwaye ke ngoko inqanaba lokutshaja lezinto ezisebenzayo ezineendimensi ze-micrometer. Uninzi lwezo ndlela, nangona kunjalo, ziyasebenza ngegama lokuncipha komthamo omkhulu. 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Ngaphezu koko, ngaphandle kwamandla e-energy kunye nokutshaja ngokukhawuleza, ukufumana ubomi obude besekethe, ngakumbi kwiibanga eziphezulu zokushisa (oko kukuthi, 60 °C), kuseyindawo enzima kwi-LIBs ezisebenzayo ezibandakanya izinto zekhatode ezinomthamo omkhulu. Ngelixa izinto ezithetha ngamanqanaba aphezulu e-nickel (Ni) kunye ne-lithium (Li) zithathwa njengezinto ezizayo zekhatode ngenxa yomthamo omkhulu we-specific capacity xa kuthelekiswa nezo ze-LiCoO2 ezisemgangathweni, kuyaziwa ukuba ukuxubeka okungaphethwayo kwe-cation ngexesha lokutshaja kuyonakalisa i-framework ethetha ngamanqanaba kwi-spinel okanye i-rock-salt structures, kunye nokusabela okungalunganga kumphezulu we-electrode. Ukubala imizamo eyenziweyo ukuza kuthi ga ngoku, enye yezona zisombululo zokwenyani zokufumana ngokukhawuleza ukutshaja izinto zekhatode ezinomthamo omkhulu ngaphandle kokulahleka okuncinci kumandla e-energy kunye nobomi besekethe libandakanya ukufumana izinto zokukhusela ezisebenzayo ezingagqunywa ngokulinganayo kwizinto ezisebenzayo ngomntu omncinci. Ukufumana izinto eziphambili ze-anode kukwabalulekile kuba i-anodes ye-graphite yangoku ijongana nokufakwa kwe-Li metal xa itshaja kakhulu. Apha sinika ingxelo ngomxube we-graphene–silica (SiO x ), obizwa ngokuba yibhola ye-graphene (GB), njengomxube wokukhusela iikhatode zethemathethi aphezulu anomthamo omkhulu kunye nemateriali ye-LIB anode. I-GB nganye yenziwe ngesikhungo se-SiO x nanoparticle kunye nemigubalala ye-graphene ejikelezayo, eyenza uyilo oluhleliyo lwe-3D olufana ne-popcorn. Ii-nanoparticles ze-SiO x zidlala indima ebalulekileyo kwiinkalo ezininzi, njengokuthintela ukwenziwa komgca we-silicon carbide (SiC) kwi-interface ye-SiO x –graphene ngexesha lokukhula kwe-graphene, ukuqinisekisa ukugqunywa kwe-GB ngokulinganayo kwimateriali yekhatode, nokubonelela ngomthamo omkhulu we-specific capacity xa i-GB isetyenziswa njengemateriali ye-anode. Ukugqunywa kwe-GB ngokulinganayo kwikhatode ethetha ngamanqanaba aphezulu e-nickel yonyusa ukuzinza kwe-interfacial kunye ne-electrolyte kunye nokudibanisa kukagesorona phezu kwe-electrode, ukuphucula ukubuyiswa kwakhona kunye nokukwazi ukutshaja ngokukhawuleza kwekhathode kakhulu. Ukuthatha izibonelelo ezikhethekileyo ze-GB, isuntsu eligqibeleleyo elinokubakho ikhatode egqunywe yi-GB kunye ne-GB anode ibonisa ukubakho kwamandla ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane ombane orte Indlela ezinye zokudibanisa izinto ezingaphakathi kwi-slurry zivunyelwe kakhulu ngaphambi kokuba zifakwe kwishishini elikhulu lokuvelisa i-LIB. Ngokungafaniyo nezinye izinto ze-LIB, izinto eziphambili ezisekelwe kwi-oxide ye-metal ye-nickel ethetha ngamanqanaba aphezulu azinakuhambelana nenkqubo ye-carbonization ephezulu njengoko inokukhuphela i-nickel, ngoko ke kubalulekile ukuba ziqinisekise ukuba inkqubo yokubeka ingafaniyo ayibangeli inkathazo kuyo. Ngokungafaniyo nezinye izinto ezisebenzayo ze-LIB, iikhatode ezisekelwe kwi-nickel ethetha ngamanqanaba aphezulu azinakubekwa yi-CVD process ephezulu kakhulu ngenxa ye-nickel extraction enobungozi, ngoko ke ukungena kwezinto ezibandakanya ikharbon kufuneka kwenziwe yimixube yomzimba yezinto ezibandakanya ikharbon. Nangona kunjalo, ukusebenzisa imixube yomzimba ukwenza umgubalelo olulinganayo wedritha olubandakanya ikharbon ngomntu omncinci lunzima kuba ukuxuba okuzenzekelayo kwenzeka ngokukhawuleza, ukunciphisa iintshukumo kunye nezinto ezisebenzayo. Siyikunye le ngxaki ngokusebenzisa inkqubo ye-Nobilta milling ekwaziyo ukukhula egqityelela i-GB ngokulinganayo kunye nomgubo osebenzayo ngokusebenzisa amandla okusika avela kwiisikhungo ze-SiO x ze-GB. I-GB ikwayindawo enokudlala njenge-anode enomthamo omkhulu kunye nokuzinza okukhuselekileyo kwimijikelezo emininzi. Ukwenziwa kwe-GB kugqityiwe kwinkqubo yethu ye-CVD phantsi kokuhamba kwe-CH4 kuphela, okuvumela ukukhula kwe-graphene ye-3D kwiisayithi ze-SiO x nanoparticles ezincedisa i-catalysis. Le nkqubo isebenza njengesiseko sokunyuka kwamandla okutshaja kunye nokubuyiswa kwakhona okubonwe kule sifundo. Ukugqunywa kwe-GB yangoku kungasetyenziswa kunye neentlobo ngeentlobo zeebhetri ezisebenzayo ezijongana neepropathi ezingazinzanga ze-interfacial kunye nokudibanisa okungalunganga kukagesorona. Ngombono obanzi, indlela yokuxuba yangoku ingandiswa ngokubanzi kwiintlobo ngeentlobo zezinto ezidibanisa i-graphene kunye nezinto ze-ceramic xa kufuneka ukuba idibanise i-graphene ngokulinganayo kunye nezinto ze-ceramic. Ezinye izicelo eziphezulu zokomelela kunye nokukhutshwa kobushushu zingazuza ngoko nangoko kwinkqubo enikiweyo. Iindlela Inkqubo ye-CVD yokukhula kwebhola ye-graphene Ukukhula ngokuthe ngqo kwe-graphene phezu komgangatho we-SiO2, ii-nanoparticles ze-fumed SiO2 (ubukhulu bomlinganiselo: 20–30 nm, Alfa Aesar) zangeniswa kwi-reactor yomgqomo eneziko lokuma eyenziwe nge-quartz , , , (ububanzi bangaphakathi = 27 mm, ubude = 80 cm). Igsi yokudala yangeniswa kumagumbi ase-reactor ukusuka ngasentla kumandla omoya. Umthwalo we-SiO2 kwibhetshi nganye wawungu-0.3 g. Ekuqaleni, inkqubo yafudunyezwa ukuya kubushushu obujolisiweyo (900, 1000, kunye ne-1050 °C) kwinqanaba lokunyuka lama-23 °C min−1 ngelixa i-50 sccm CH4 isenza nje. Ubushushu bagcinwa kangange-5, 30, 60, kunye ne-240 imiz., kwaye inkqubo yaza yajoliswa kwibushushu legumbi (25 °C) ngelixa igesi ye-N2 ecocekileyo yenza nje. Kwiisampuli eziphathwa kumoya we-H2, umxube we-H2 (70%) kunye ne-CH4 (30%) yangeniswa kwi-1000 °C kangange-10 min. 18 19 31 40 Ukugqunywa kwebhola ye-graphene kwi-LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 I-LiNi0.6Co0.1Mn0.3O2 (NCM-613, Daejung Chemicals and Materials Co. Ltd.) yaqala yaxutywa kunye ne-GB ekhuliswe kangange-30 min kusetyenziswa i-pestle kunye ne-mortar. Umntu we-GB wawungu-1% we-mixture epheleleyo. Ukugqunywa kwe-GB kwagqitywa kwiqondo lokushisa legumbi kusetyenziswa i-Nobilta mini bowl (Hoso-Kawa, Japan), apho i-blade enomgqomo ejikelezayo ibekwe kunye nomgca wokujikeleza uqondiswa ngokuthe ngqo nomgqomo womgqumo, kwaye indawo phakathi kwe-blade kunye nodonga lomgqumo yi-5 mm. Ngexesha lenkqubo yokugaya, i-blade yajikeleziswa kwi-3000 rpm kangange-10 min, kwaye ngenxa yoko, ukucinezela okumandla kwakucinezelwa rhoqo kwixube le-GB kunye ne-NCM. Ukuhlalutya komzimba kunye neekhemikhali Iipateni ze-X-ray diffraction (XRD) zafunyanwa kusetyenziswa i-X-ray diffractometer (D8 Advance, Bruker Inc., 40 kV, 40 mA) isebenzisa i-nickel-filtered Cu Kα radiation (λ = 1.54Å). Inqanaba lokuskena kunye nesikhethi babu-4º min−1 >kunye no-0.02º, ngokulandelanayo. Iimvavanyo ze-XPS zenziwa kusetyenziswa i-Physical Electronics spectrometer (Quantera II, ULVAC-PHI, Inc.) ene-Al Kα source (1486.7 eV). Umxholo we-carbon we-GB wahlelwa ngokunombola kusetyenziswa umhlalutyi we-thermogravimetry (METTLER TOLEDO TGA/DSC1). Ukufota okugqithisileyo kwe-transmission electron microscope (HRTEM) kunye nokuhlalutya ipateni ye-diffraction (DP) kwenziwa kusetyenziswa i-FEI Titan Cubed 60–300 equkethe i-double Cs correctors kunye ne-Gatan Quantum 965. Iisampuli zaye zabonwa kusetyenziswa i-field emission scanning electron microscope (FE-SEM, Nova NanoSEM 450s, FEI) ukulawula utshintsho kwi-morphology. Ubuchule bokudibanisa ugwelo lwezinto ezikhutshiweyo kwi-pelletized yalinganiswa kusetyenziswa indlela ye-DC ye-probe ezimbini emva kokugquma umgubo osebenzayo kwi-20 kN (MCP-PD511, Mitsubishi). Iipateni zeRaman zafunyanwa kusetyenziswa i-Renishaw InVia micro-Raman spectrometer kwiqondo lokushisa legumbi. I-514 nm wavelength Ar-ion laser yasetshenziswa njengomthombo wokukhuthaza kwaye amandla okubeka amandla ancitshiswa ukuya kwi-2 mW ukunciphisa umonakalo we-graphene. Isikhombisi-sikhombisi-sikhombisi saba ngu-~1 cm−1. Ukuhlalutya iipateni ezihambelana nokukhula, indawo, kunye nokuhlukana kwenziwa kusetyenziswa isoftware ye-WIRE 3.3. Uvavanyo lokunyibilika kwe-ion yentsimbi lwenziwa kusetyenziswa i-inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES, IPS-8100, Shimadzu). Ukuhlola ukunyibilika kwe-transition metal, i-0.1 g yezinto ezisebenzayo yafakwa kwi-20 mL ye-electrolyte co-solvents (ethylene carbonate (EC):ethyl methyl carbonate (EMC):dimethyl carbonate (DEC) = 3:4:3 = v:v:v) kwi-50 °C kangangeeyure ezahlukeneyo ukuya kuthi ga kwi-7 iiyure. Uvavanyo lweBhetri Kwimeko yeekhatode ze-NCM, i-slurry equka i-NCM, i