新型结构设计和吸附/插入协调准金属Na存储机制向高性能硬碳阳极导入来自carboxymethyl纤维素
Yanhong Zhao1, Zhuang Hu1, Changling Fan1,2,3
1College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha, Hunan, 410082, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|June 9, 2023
概括
添加的硬碳可以提高离子电池的性能. 这种新型材料表现出更好的速率能力和卓越的循环稳定性,适用于先进的储能应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 硬碳是离子电池的一个有前途的阳极.
- 关键的挑战包括低利率性能和有限的周期寿命.
研究的目的:
- 为离子电池开发具有增强性能的N-化硬碳.
- 为了研究新材料中的储存机制.
主要方法:
- 使用碳甲基纤维素和石墨碳化物合成N-化硬碳.
- 使用现场拉曼光谱,现场XRD,XPS和电化学试验进行表征.
- 第一个原则密度函数理论计算.
主要成果:
- 实现了高速率能力 (192.8 mAh g-1 在5.0 A g-1) 和超长周期稳定性 (233.3 mAh g-1 在2000个周期后在0.5 A g-1).
- 揭示了双重的储存机制:层间插入和吸附.
- 证明了与缺陷的强有力的协调,特别是 pyrrolic N.
结论:
- 有缺陷的N-doped硬碳和扩大的间层间距显著提高了离子电池的性能.
- 缺陷在增强的储存和稳定性方面起着至关重要的作用.
- 为离子电池设计高性能碳酸阳极提供了洞察力.
