在高性能离子电池的炭酸中构建含氧丰富的硬碳函数组
Yaya Xu1,2, Donglei Guo2, Yuan Luo1
1Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metal & Materials, Ministry of Education, Guilin University of Technology, Guilin 541004, China.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|December 8, 2023
概括
研究人员通过引入氧基来增强离子电池 (SIB) 的硬碳阳极. 这提高了产能和效率,克服了商业SIB应用的关键局限性.
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:
- 硬碳是离子电池 (SIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它的成本低,层间间距很大.
- 硬碳在SIB中的关键局限性包括初始库伦比效率 (ICE) 较低和特定容量低.
- 解决这些局限性对于SIB技术的商业可行性至关重要.
研究的目的:
- 为了提高SIB硬碳阳极的性能.
- 为了增强可逆离子吸附和储存.
- 为了克服低ICE和硬碳材料的特定容量的挑战.
主要方法:
- 利用氧化前的炭酸盐作为硬碳的前体.
- 控制碳化温度以引入含有大量氧的功能组.
- 研究了氧功能组和微孔结构对储存的影响.
主要成果:
- 成功构建了含有丰富氧气的功能组的硬碳.
- 氧气组增强了斜坡区域的可逆Na+吸附.
- 封闭的微孔促进了低压平台区域的Na+储存.
- 最佳样本在0.03A g-1下实现了304 mAh g-1容量,在100个循环后具有67.29%的ICE和95.17%的保留率.
结论:
- 预氧化和可控碳化的协同策略有效地提高了SIBs的硬碳性能.
- 调节前体中的氧含量是设计高性能SIB阳极材料的可行方法.
- 这项工作为开发下一代能源存储的先进阳极材料提供了洞察力.
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