用于离子电池的素衍生的半孔碳:块共聚合物软模板和碳微结构分析
Chantal Glatthaar1,2, Mengnan Wang2, Lysander Q Wagner1,3
1Institute of Physical Chemistry, Justus-Liebig University, Heinrich-Buff-Ring 17, D-35392 Giessen, Germany.
Chemistry of materials : a publication of the American Chemical Society
|January 1, 2024
概括
研究人员为离子电池阳极开发了由素衍生的半孔碳. 使用块共聚合物量身定制毛孔大小可以提高性能,显示闭孔有利于储存.
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
- 可持续能源 可持续能源
背景情况:
- 对可持续能源材料的需求不断增长,以实现净零经济.
- 在离子电池 (SIB) 中需要先进的阳极材料.
研究的目的:
- 合成和表征可调节孔径大小 (5-50 nm) 的素衍生有序中孔碳.
- 研究毛孔大小和形态对SIB阳极性能的影响.
- 探索块共聚合物的使用,以控制毛孔结构的发展.
主要方法:
- 软模板使用自合成的PEO-PHA块共聚合物来创建球形毛孔.
- 通过传输电子显微镜 (TEM),物理吸收和小角度X射线散射 (SAXS) 进行毛孔结构分析.
- 使用拉曼光谱和广角X射线散射 (WAXS) 的微结构分析.
主要成果:
- 成功合成了由素衍生的半孔碳,孔径从5到50 nm不等.
- 使用区块共聚合物,特别是PEO-PHA进行模板设计,产生了孤立的球形毛孔.
- 碳微结构分析显示,模板阻碍了石墨化,但孔腔形态影响了SIB性能.
- 关闭的毛孔被发现对储存有好处.
结论:
- 素衍生的半孔碳是离子电池的阳极材料.
- 使用软模板的受控孔工程对于优化电池性能至关重要.
- 这项研究证实了封闭毛孔对储存的好处,并强调了毛孔大小优化的重要性.
