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TUhjnbcbe - 2021/1/11 5:39:00

1成果简介

为了提高钠离子电池用碳负极材料的循环能力和倍率性能,本文,泰山大学QunLi等研究人员在《ENERGYRESEARCH》期刊发表“N,Sself‐dopedporouscarbonwithenlargedinterlayerdistanceasanodeforhighperformancesodiumionbatteries”的论文,研究采用一种简单、绿色、可扩展的热裂解方法,以核桃壳为原料,合成了氮、硫自掺杂多孔碳阳极。通过调节热裂解温度,研究了该多孔碳材料的微观结构和电化学性能。在℃时,多孔炭材料的最大平均层间距约为0.nm(d),电化学性能优良。在℃下碳化的钠离子电池多孔碳电极材料在次循环后的电流密度为毫安时表现出约毫安时的高可逆比容量,在次充放电循环后达到毫安时。氮硫掺杂的生物质碳负极材料具有良好的钠离子储存能力,是一种廉价、高性能的钠离子电池负极材料。

2图文导读

图1、N,S自掺杂碳材料的制备过程

图2、合成的N,S自掺杂多孔碳材料的XRD图谱

图3、合成的多孔碳材料样品的SEM图像

图4、A,N2吸附-解吸等温线,B,核桃壳碳样品的孔径分布

图5、A,在mAg-1的电流密度下的循环性能,B,合成胡桃壳碳样品的速率性能,C,在1.0Ag-1的电流密度下WSC-样品的长循环性能

图6、A,WSC‐样品的CV曲线以不同的速率变化。B,log(扫描速率,mVs-1)与log(Ipeak,A)的拟合线。C,在1.2mVs-1时的电容控制和扩散控制贡献。D,WSC-电极在不同扫描速率下电容控制电容的贡献率

3小结

本文以丰富的核桃壳生物质为原料,采用绿色、规模化、简单的一步热解法合成N,S自掺杂多孔炭。氮硫掺杂增加了层间距离,提高了钠离子储存能力。这可能是由于其晶格间距增大和比表面积增大而导致的。氮、硫自掺杂碳材料具有绿色、可扩展、可再生性好、电化学性能好等优点,在低成本碳基离子交换电池中具有广阔的应用前景。

文献:

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