AM：超分子的直接热解：钾离子电池超高边缘氮掺杂度碳负极的合成策略
newbee
考虑到地壳中锂的含量有限，而钾资源又极大丰富，钾离子电池（PIB）已成为越来越重要的下一代电化学储能设备。大多数用于LIB和SIB的负极材料在PIB中性能均较差，幸运的是，某些无定形碳质材料的钾离子存储容量高于钠离子存储容量。目前改善碳负极性能的一种常用方法是边缘氮掺杂，可以有效地增强K离子的吸附能。由于难以控制氮掺杂的构型，实现高的边沿氮掺杂度仍然具有挑战性。为了应对这一挑战，沙特吉达阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef等人提出了一种新的合成策略，以制备用于高性能PIB的超高边缘氮掺杂度的碳负极，具有优异的性能。
本文要点：
1） 在热解过程中，碳化前的均苯四酸与三聚氰胺之间的酰胺化和酰亚胺化反应使均苯四酸-三聚氰胺超分子得以成功碳化。
2） 经过优化的碳负极呈现出层状无定形结构，其氮掺杂水平高达22.8 at％，其中边氮掺杂度更是达到了16.8 at％。
3） 这些功能使3D-NTC具有出色的PIB负极性能，显示出473 mAh g-1的高容量，稳健的倍率性能以及500个循环的长循环寿命和93.1％的高容量保持率。
Wenli Zhang, et al., Direct Pyrolysis of Supermolecules: An Ultrahigh Edge‐Nitrogen Doping Strategy of Carbon Anodes for Potassium‐Ion Batteries, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202000732
https://doi.org/10.1002/adma.202000732
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