Abstract In this study, we synthesized hierarchical bead chain ZnFe2O4-PEDOT composites with network of macroporous channels. For the first time, a ZnFe2(C2O4)3 precursor was prepared by co-precipitation using steel waste pickling liquor as a raw material, which was then sintered in air at 800 °C to yield monolithic ZnFe2O4. PEDOT was coated on the surface of ZnFe2O4 via in-situ polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). Electrochemical measurements showed that the 15 wt% PEDOT coated ZnFe2O4 composites (ZFPE-15) delivered a discharge capacity of 1510.5 mAh g−1 at 100 mA g−1 after 200 cycles, which was much larger than that of pure ZnFe2O4 (1055.9 mAh g−1), 10 wt% PEDOT coated ZnFe2O4 composites (ZFPE-10, 1264.2 mAh g−1), and 20 wt% coated ZnFe2O4 composites (ZFPE-20, 900.1 mAh g−1). Additionally, the ZFPE-15 composite exhibited a reversible capacity of 1004.7 mAh g−1, even at a large current density of 1 A g−1 after 200 cycles. These more desirable electrochemical properties can be attributed to the interconnected macroporous channels in the hierarchical bead chain skeleton, which can buffer volume expansion during circulation and inhibit particle agglomeration. Furthermore, the PEDOT nanoparticle coating produces a composite with greater mechanical strength and higher electrical conductivity, which provides higher electron transfer during the charge/discharge processes.

中文翻译：

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具有增强的锂离子存储性能的分级珠链 ZnFe2O4-PEDOT 复合材料作为锂离子电池的负极材料

摘要 在这项研究中，我们合成了具有大孔通道网络的分级珠链 ZnFe2O4-PEDOT 复合材料。首次以钢铁废酸洗液为原料共沉淀制备 ZnFe2(C2O4)3 前驱体，然后在空气中 800°C 下烧结，得到整体式 ZnFe2O4。通过 3,4-亚乙基二氧噻吩 (EDOT) 的原位聚合，PEDOT 被涂覆在 ZnFe2O4 的表面上。电化学测量表明，15 wt% PEDOT 包覆的 ZnFe2O4 复合材料（ZFPE-15）在 100 mA g-1 循环 200 次后的放电容量为 1510.5 mAh g-1，远大于纯 ZnFe2O4（1055.9 mAh g -1)、10 wt% PEDOT 涂覆的 ZnFe2O4 复合材料（ZFPE-10，1264.2 mAh g-1）和 20 wt% 涂覆的 ZnFe2O4 复合材料（ZFPE-20，900.1 mAh g-1）。此外，ZFPE-15 复合材料表现出 1004.7 mAh g-1 的可逆容量，即使在 1 A g-1 的大电流密度下，200 次循环后也是如此。这些更理想的电化学性能可归因于分级珠链骨架中相互连接的大孔通道，它可以缓冲循环过程中的体积膨胀并抑制颗粒团聚。此外，PEDOT 纳米粒子涂层产生的复合材料具有更高的机械强度和更高的导电性，从而在充电/放电过程中提供更高的电子转移。可缓冲循环过程中的体积膨胀，抑制颗粒团聚。此外，PEDOT 纳米粒子涂层产生的复合材料具有更高的机械强度和更高的导电性，从而在充电/放电过程中提供更高的电子转移。可缓冲循环过程中的体积膨胀，抑制颗粒团聚。此外，PEDOT 纳米粒子涂层产生的复合材料具有更高的机械强度和更高的导电性，从而在充电/放电过程中提供更高的电子转移。