具有P-doped球形硬碳的高初始coulombic效率和离子电池的增强容量
Zheng-Guang Liu1, Jiahua Zhao1,2, Hao Yao1,2
1School of Environment and Chemical Engineering, Shanghai University Shanghai 20444 P. R. China LiLi2020@shu.edu.cn.
Chemical science
|June 7, 2024
概括
兴奋剂修复了离子电池硬碳阳极的缺陷,提高了容量和初始库伦比效率. 这种具有成本效益的方法提高了储能应用的性能.
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 (HC) 是离子电池 (SIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它的成本和容量很低.
- 异原子兴奋剂可以改善的储存,但往往会导致缺陷和低初始库伦比效率 (ICE).
- 以前的低温兴奋剂方法限制了低压高原容量的改善.
研究的目的:
- 为SIBs开发一种新的战略,以提高硬碳阳极的容量和ICE.
- 研究微量兴奋剂对硬碳的结构和电化学性能的影响.
- 为了实现一种简单,低成本的方法来生产高性能阳极材料.
主要方法:
- 通过葡萄糖和植物酸之间的交联相互作用,在现场合成添加球形硬碳 (PHC-0.2).
- 描述了材料的结构,专注于层间间距和缺陷修复.
- 评估了PHC-0.2作为SIB中阳极的电化学性能,以及使用Na2Fe0.5Mn0.5[Fe(CN) 6阴极的全细胞.
主要成果:
- PHC-0.2阳极在20 mA g-1下表现出343 mA hg-1的高可逆容量和92%的ICE.
- 该材料显示出一个大层间空间,有利于Na+的储存和运输.
- 完整电池的平均电位为3.1V,初始放电容量为255mA/hg-1,在170个循环后保持80.3%的容量.
结论:
- 微量兴奋剂有效地修复硬碳中的缺陷,提高储存性能.
- 开发的方法简单,具有成本效益,并且可用于生产先进的阳极材料.
- 这种方法为改善SIB性能和储能方面的潜在应用提供了可行的途径.


