生物化学酸衍生无形碳改性微晶石墨作为低成本阳极用于离子储存
Pengcheng Zhuo1, Jiangmin Jiang2, Ye Jiang2
1National Engineering Research Center of Coal Preparation and Purification, School of Materials and Physics, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China; College of Chemical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China.
Journal of colloid and interface science
|June 9, 2023
概括
研究人员开发了一种新的改性石墨阳极,使用酸衍生碳来增强离子储存. 这种材料为能源设备提供了更好的容量,速度性能和稳定性.
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:
- 由于储量丰富,石墨阳极在离子储存方面表现有前途.
- 然而,石墨阳极面临着诸如大量体积膨胀和缓慢的离子扩散率等挑战.
研究的目的:
- 为了提高石墨阳极的性能,用于离子储存.
- 为了解决石墨阳极体积膨胀和缓慢动力学的局限性.
主要方法:
- 一种低成本的生物化学酸衍生无形碳 (BFAC) 用于通过混合碳化策略来修改天然微晶石墨 (MG),创建BFAC@MG.
- 研究了改性石墨的结构和电化学特性.
主要成果:
- 该BFAC修改使石墨表面光滑,并创建了一个异原子合的复合结构,减轻体积膨胀和改善电化学动力学.
- 优化的BFAC@MG-0.5阳极表现出高可逆容量 (623.8 mAh g-1),优异的速率能力 (147.8 mAh g-1在2 A g-1),以及显著的循环稳定性 (100.8 mAh g-1在1200个循环后).
- 与BFAC@MG-0.5阳极组装的离子电容器实现了126.48 Wh kg-1的最大能量密度,具有卓越的循环稳定性.
结论:
- 富尔维酸衍生的无形碳有效地修改了微晶石墨,用于优越的离子储存.
- 开发的BFAC@MG复合材料显示出作为先进离子电池和电容器的主体阳极材料的巨大潜力.
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