La transferencia de carga de α-Li3N al grafito puede reducir la temperatura de transición a 350 grados C. Crédito:PAN Fei et al.
Grafito, como material importante para el ánodo de la batería de Li y la preparación del grafeno, puede existir en dos fases:la fase de Bernal (2H) y la fase romboédrica (3R). La fase 2H tiene una energía relativamente baja y una alta proporción de polvo de grafito, mientras que la fase 3R muestra las propiedades opuestas. Sin embargo, la disminución del tamaño del grafito de las escamas da lugar a una proporción de fase 3R de hasta el 50%.
Según las investigaciones existentes sobre el cambio de fase del grafito, la transición de la fase 3R a la fase 2H generalmente se observa a alta temperatura por encima de 1, 000 grados C a través de Joule o calentamiento por láser, lo cual es inapropiado e inviable.
Un equipo de investigación dirigido por el profesor ZHU Yanwu de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha logrado la conversión completa de 3R a 2H a aproximadamente 350 grados C recociendo grafito en presencia de α -Li3N (nitruro de litio), un material prometedor para catálisis y aplicaciones energéticas.
Basado en esto, El equipo reveló el mecanismo de reducción de la barrera energética en presencia de α -Li3N colaborando con investigadores de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa, la Universidad Politécnica del Noroeste, el Instituto de Semiconductores de CAS, y la Universidad de Manchester. El estudio fue publicado en Nano letras .
Una inyección de carga de interfaz de α -Li3N al enlace π conjugado de la distancia entre capas ampliada de grafito. Esto hizo que el deslizamiento de la capa ocurriera más fácilmente, permitiendo una temperatura de transición de fase más baja de 3R a 2H en grafito.
Para explorar la vía de deslizamiento entre capas durante la transición de fase de 3R a 2H, los investigadores emplearon el análisis de difracción de rayos X in situ y los cálculos de la teoría funcional de la densidad. Es más, El mapeo Raman se realizó en escamas de grafito exfoliadas mecánicamente antes y después de la introducción de α -Partículas de Li3N, confirmando aún más el dopaje causado por α -Li 3 NORTE.
Estos resultados proporcionan una forma posible de controlar la configuración de apilamiento y otras propiedades del grafito mediante la regulación del enlace π conjugado, también lo hace atractivo para la preparación futura de material de carbono.
