精确分离生物质组件,以设计硬碳微晶架构,以提高离子存储性能
Yixiang Zhang1, Zeren Zhou1, Qiaoyan Lin1
1School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 3, 2025
概括
这项研究提出了一种可持续的方法,用于从竹子制造硬碳阳极,用于离子电池. 这种环保的工艺提高了的储存性能,并使生物质的有效利用成为可能.
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
- 可持续化学 可持续化学
背景情况:
- 硬碳 (HC) 阳极对于离子电池至关重要,但目前的生产方法昂贵且危险.
- 优化前体结构是提高储能和电池性能的关键.
研究的目的:
- 开发一种温和,环保和可扩展的方法,用于从生物质中生产高性能HC阳极.
- 为了研究从选择性硫化竹子中提取的HC的结构和电化学特性.
主要方法:
- 选择性硫化原始竹子以增强木质素的水友性.
- 部分脱和固体-液体分离.
- 用纤维素丰富的前体的碳化产生HC.
主要成果:
- 生产的HC呈现出薄层伪图形域,扩大的层间间距和密集的闭孔结构.
- 阳极在30 mA g-1下实现了348 mAh g-1的可逆容量,初始库伦比效率为84.2%.
- 证明了出色的速率能力 (241 mAh g-1 在 900 mA g-1 时) 和循环稳定性 (97.8% 500 个循环后的保留率).
结论:
- 可持续的硫化预处理为离子电池的高性能HC阳极提供了可行的途径.
- 这种方法促进了高效的纤维素生物质利用和回收有价值的副产品,如硫酸盐.
