用添加的3D蜂碳网,用于长期使用的水性-电池

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 水性-电池 (AZIB) 对安全和负担得起的储能充满希望.
• 由于聚化穿和缓慢的氧化还原动力学,有限的能量密度阻碍了AZIB的性能.
• 有效的宿主材料对于高负荷和稳定的循环至关重要.

研究的目的:

• 为AZIB阴极开发一种先进的宿主材料.
• 为了抑制聚化的穿,并提高电化学性能.
• 提高AZIBs的能量密度和长期稳定性.

主要方法:

• 合成了一种含的三维蜂状碳纳米网络 (F-Cnet).
• 在AZIB阴极中使用F-Cnet作为宿主材料.
• 描述了材料的结构,多孔性和表面性能.
• 测试了电化学性能,包括容量,循环稳定性和速率能力.

主要成果:

• I₂@F-Cnet 阴极实现了 5 mAh cm^{-2 的高面积容量,具有 23.5 mg cm-2 的高负载.}
• 证明了特殊的循环稳定性,在100 mA cm-2的1200个循环后保持了87.6%的容量.
• 电池的特定电极能量密度为110.1 Wh kg-1和长时间运行超过3200小时.

结论:

• F-Cnet材料有效地限制,并抑制通过其多孔结构和诱导的极性穿.
• 开发的正极材料显著提高了AZIBs的能量密度和周期寿命.
• 这项工作为推进高性能水性-电池提出了可行的战略.