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成果簡介
由于鈉資源豐富,鈉離子電池(SIBs)被認為是鋰離子電池(LIBs)最有前途的替代品之一。然而,由于缺乏先進的電極材料,尤其是負極材料,嚴(yán)重阻礙了SIBs的部署。本文,新疆大學(xué)Xing chao Wang等研究人員在《Chem Electro Chem》期刊發(fā)表名為“Coal-based hierarchically porous carbon nanofiber sashigh-performance anode for sodium-ionbatteries”的論文,研究通過簡單的靜電紡絲結(jié)合活化方法制備煤基分級多孔碳納米纖維(HPCCNFs);瘜W(xué)活化使HPCCNF-1具有微/中孔集成結(jié)構(gòu)和適當(dāng)?shù)谋缺砻娣e(2236.43m2g-1),同時將碳層間距擴大到0.386nm,有利于離子和電子的傳輸。N摻雜不僅會產(chǎn)生外部缺陷和活性位點,還會增加材料的導(dǎo)電性。當(dāng)用作SIBs的陽極材料時,HPCCNFs-1表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(高達1000次循環(huán))和良好的倍率性能(5Ag-1時為121.7mAhg-1)。這項工作表明,煤基碳納米纖維可以成為制備高性能電池的有前途的陽極。
圖文導(dǎo)讀
圖1.(a)HPCCNFS的制備工藝示意圖(b-d)CCNFS、HPCCNFS-0、HPCCNFS-1和HPCCNFS-2的XRD圖譜、拉曼光譜和FTIR圖譜,
圖2.(a)CCNF、(b)HPCCNFS-0、(c)HPCCNFS-1和(d)HPCCNF系統(tǒng)圖像、(g)SEM圖像和(h-j)相應(yīng)EHPCCNF的FE-SEM圖像
圖3.(a)0.01-3.0V之間的0.1mvsl下的CV曲線,以及(b)0.1AIPCCNFS-1下初始三個循環(huán)的充放電曲線;(c)HPCCNFS-1在5Ag-1下的循環(huán)性能(d)速率性能,以及(e)HPCCNFS-1與其他碳基陽極材料的速率性能比較
圖4.(a)HPCCNFS-I電極在不同掃描速率下的CV曲線,(b)峰值電流與掃描速率之間的關(guān)系,(c)在0.5mvs-1的掃描速率下的電容貢獻曲線,d)HPCCNFS-1電極在不同掃描速率下的電容控制電容貢獻率
小結(jié)
本文,采用靜電紡絲和活化相結(jié)合的方法制備了具有層次多孔結(jié)構(gòu)和大碳層間距的煤基碳納米纖維。當(dāng)用作SIBS的陽極時,HPCCNES-1顯示出穩(wěn)定的循環(huán)性能和優(yōu)異的速率性能。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正)
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