高石墨化煤炭焦油砂衍生的多孔碳作为高性能储存材料
Lu-Lu Zhao1, Si-Yu Qi1, Nan Zhang1
1School of Materials Science and Engineering, Northeastern University, Shenyang, 110819, P. R. China.
Chemistry (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 3, 2024
概括
研究人员开发了用于离子电池 (LIB) 的煤焦油取的多孔碳. 这种新的阳极材料提供了高容量,优异的速率性能和卓越的循环稳定性,为先进的LIB应用铺平了道路.
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:
- 多孔碳是离子电池 (LIB) 的一个有前途的阳极材料,因为它具有很高的特定容量和速率性能.
- 然而,现有的多孔碳通常具有较差的结构稳定性和电导性,限制了它们的实际应用.
- 开发先进的多孔碳结构对于提高LIB性能至关重要.
研究的目的:
- 使用碳酸纳米粒子模板方法制备具有层次性多孔结构的煤焦油 (CTP-X) 衍生的多孔碳.
- 研究CTP-X作为LIBs的阳极材料的电化学特性.
- 评估利用煤焦油用于可持续和高性能LIB阳极的潜力.
主要方法:
- 使用碳酸纳米颗粒模板方法与煤炭焦油砂合成多孔碳.
- 层次性多孔网络结构的表征 (大多孔-半多孔-微多孔).
- 在LIB中对CTP-2阳极进行电化学测试,包括充放电循环,速率能力和长期循环稳定性测试.
主要成果:
- 准备好的CTP-X表现出一个发达的层次性多孔网络结构.
- 在50 mA g-1.1,CTP-2阳极表现出496.9 mAh g-1的高充电能力.
- 观察到优异的速率性能,在500 mA g-1时达到413.6 mAh g-1,并且在1000个循环后在2 A g-1.1时保持约100%的容量,具有显著的循环稳定性.
结论:
- CTP-X的层次性多孔结构增强了Li+的储存,降低了电阻,并促进了快速的离子运输.
- 煤焦油取的多孔碳是LIBs的可行和高性能阳极材料.
- 清洁和大规模利用煤焦油为开发先进的LIB阳极提供了可持续的途径.
