粉的交叉连接修改改善了硬碳阳极的结构稳定性,用于高容量的储存
Yangkai Sun1, Tianchi Shen1, Zijian He1
1State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China.
Journal of colloid and interface science
|September 28, 2024
概括
通过自组装交联来提高基于粉的硬碳 (HC) 稳定性,可以增强离子储存. 这种新的方法为储能应用提供了高性能HC,具有出色的容量和循环保留.
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:
- 来自生物质的硬碳 (HC) 为离子电池提供了具有成本效益的解决方案.
- 基于粉的HC显示出希望,但受到热稳定性差的限制,阻碍了实际应用.
- 可控的HC材料合成对于先进的能量储存至关重要.
研究的目的:
- 为了提高基于粉的硬碳的热稳定性和离子储存性能.
- 开发一种自我组装的交叉连接策略,用于修改粉.
- 为了研究修改HC的结构性能关系.
主要方法:
- 粉和酸通过化进行了交联,以提高热稳定性.
- 由此产生的交联材料被转化为硬碳 (HC).
- 电化学性能使用循环电压测量,静电电荷放电和GITT进行评估.
主要成果:
- 优化的HC表现出较低的特定表面积和丰富的闭孔,促进离子储存.
- 实现了 378 mAh g-1 的可逆容量和 90.9% 的初始库伦比克效率.
- 在0.5°C的100个循环后,材料保持了98%的初始容量,一个完整的电池显示了248Wh kg-1的能量密度.
结论:
- 自组装交叉连接有效地提高了基于粉的HC的热稳定性.
- 闭孔结构显著影响平原容量,而缺陷度影响斜坡容量.
- 离子储存机制涉及吸附和插入/填充过程的组合.
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