首页

霍峰蔚&李盛AFM：快速嵌入局部有序碳纳米晶以实现优异的钾离子存储

Bunnny
2021-11-28

硬碳（HCs）作为高性能钾离子电池（PIBs）的负极材料具有巨大的潜力。然而，由于碳氢化合物的复杂性，其结构与钾（K）储存行为之间的关系仍不十分清楚。近日，南京工业大学霍峰蔚研究员和李盛研究员等人报道了一种局部有序碳纳米晶用于钾离子电池。

文章要点

1）设计了三种不同结构的HCs以进一步了解电化学存储过程。具有不同结构的 HCs 材料是由相同的前驱体设计和获得的。制备了具有高比表面积的空心碳球（HCS），由微小的粉碎石墨微晶和丰富的缺陷组成。与以前的 HCS 相比，设计并成功获得了具有更多扩展石墨晶格的碳球 (CS)。此外，还直接从酚醛树脂的碳化中制备了块状碳 (BC) 作为对照样品。

2）通过电化学分析探索了样品中K离子的存储行为。结果表明，K离子主要以电容方式吸附在HCS中，而在CS中，主要是嵌入到局部有序的碳中。考虑到它们的结构特征和电化学行为，我们可以推断出石墨纳米晶的合理长度和缺陷率是HC性能好的原因。碳球（CS）表现出优越的倍率性能（2 A g-1 时为 161.6 mAh g-1）和循环稳定性（500 次循环后 2 A g-1时为 140.2 mAh g-1）。合适的纳米晶尺寸和具有合适形貌的缺陷比例是提高储钾效率的关键因素。

image.png

参考文献：

Xu Han, et al. Fast Intercalation in Locally Ordered Carbon Nanocrystallites for Superior Potassium Ions Storage. Adv. Funct. Mater. 2021, 2109672.

DOI: 10.1002/adfm.202109672

https://doi.org/10.1002/adfm.202109672