从构造上变形的煤炭制成的石墨烯结构和电化学性能的优势
Hang Zhang1, Yugui Zhang1,2, Jian Li1
1School of Safety Science and Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454003, P.R. China.
ACS omega
|July 24, 2023
概括
煤炭中的构造压力增强了石墨烯结构,导致离子电池的性能优越. 这项研究表明,构造性变形煤作为高性能阳极材料的有希望的来源.
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
- 地质地质地质地质地质地
背景情况:
- 煤炭是电化学储能材料的低成本碳来源,如石墨烯.
- 碳源的结构显著影响衍生碳材料的性能.
研究的目的:
- 研究从受构造应力影响的煤炭中生产高性能石墨烯的可行性.
- 为了比较从构造性变形煤 (TDC) 获得的石墨烯与从正常结构煤 (NSC) 获得的石墨烯.
主要方法:
- 从TDC和NSC中制备基于煤的石墨烯.
- 使用HRTEM,XRD,拉曼和气体吸附 (CO2,N2) 的结构特征.
- 通过静电电荷放电和离子电池循环电压测试进行电化学性能测试.
主要成果:
- 构造压力增加了中长度的芳香边缘,偏好的方向度 (POD) 和TDC中的多层堆叠.
- 来自TDC的石墨烯表现出更大的微晶体尺寸,更高的排序度和更多的孔隙结构,表明更大的可涂性.
- 由TDC衍生的石墨烯具有有序的晶体平面和丰富的纳米通道,导致更高的离子存储容量和更低的电荷转移阻力.
结论:
- 构造性变形煤是制备高性能石墨烯的优质碳来源.
- 来自TDC的石墨烯表现出增强的电化学特性,使其成为离子电池的优秀阳极材料.


