Internal-Parallel Hybrid Hard Carbon/TiO2 Electrode with a Boosted High-Rate Capability and Volumetric Capacity for Sodium-Ion Capacitors

电极 电容器 碳纤维 材料科学 离子 化学 复合材料 电气工程 复合数 电压 冶金 工程类 有机化学 物理化学
作者
Dafu Tang,Sicheng Fan,Zerui Yan,Ziyi Fang,Binhao Wang,Xia Zou,Qiulong Wei
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsaem.4c00959
摘要

Low-cost hybrid sodium-ion capacitors (SICs) can deliver high energy density at high power, showing tremendous potential for application in large-scale grids. The negative electrode using hard carbon (HC) faces the limitations of poor rate capability and low volumetric capacity. Herein, we report the design of internal-parallel hybrid electrodes composed of HC microparticles (MPs) and anatase TiO2 nanoparticles (TiO2(A) NPs) for sodium-ion storage. Taking advantage of the rapid surface-redox properties of TiO2 NPs and the pseudocapacitive Na+ adsorption of HC in the slope region (1.5–0.1 V vs Na+/Na), the hybrid electrodes deliver enhanced high-rate capacities. Additionally, by utilization of the geometric features of the MPs and NPs, the compaction densities and volumetric capacities of the hybrid HC/TiO2 electrodes are much higher than those of HC electrodes. A series of fine controls demonstrates that the C60T40 electrode (HC/TiO2 = 60:40 in wt %) exhibits excellent comprehensive electrochemical performance, including high volumetric/gravimetric capacities, high-rate capability, and long-term cyclability. Even at a high mass loading of 10 mg cm–2, the HC/TiO2 thick-film electrode delivers a high volumetric capacity of 162 mAh cm–3 at 5 mA cm–2, surpassing that of the HC electrode (64 mAh cm–3). This work highlights the design of internal-parallel hybrid electrodes with a comprehensive electrochemical performance for advanced SICs.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Bighen完成签到 ,获得积分0
4秒前
4秒前
哎嘿完成签到,获得积分10
4秒前
研友_LJGXgn完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
虞夜云完成签到 ,获得积分10
5秒前
zhangfuchao完成签到,获得积分10
8秒前
LeoSam发布了新的文献求助10
8秒前
酒馆完成签到,获得积分10
8秒前
11秒前
12秒前
小二郎应助风中的安柏采纳,获得20
13秒前
Lucas应助否定之否定采纳,获得10
13秒前
科研通AI2S应助crazy采纳,获得10
14秒前
超级水池完成签到,获得积分20
15秒前
李爱国应助深情海秋采纳,获得10
15秒前
heher完成签到 ,获得积分10
16秒前
Bioyanggu发布了新的文献求助10
16秒前
顾矜应助普外科老白采纳,获得10
21秒前
22秒前
神秘完成签到 ,获得积分10
22秒前
CodeCraft应助LeoSam采纳,获得10
23秒前
23秒前
Lucas应助syyw2021采纳,获得10
25秒前
26秒前
26秒前
27秒前
热心渊思发布了新的文献求助10
27秒前
wzx完成签到,获得积分10
27秒前
27秒前
菠萝菠萝哒应助玲珑采纳,获得10
28秒前
langentcloud完成签到,获得积分10
29秒前
31秒前
Liu发布了新的文献求助10
31秒前
逆夏发布了新的文献求助10
31秒前
35秒前
单纯代萱发布了新的文献求助10
36秒前
newton发布了新的文献求助30
36秒前
阿斗完成签到 ,获得积分10
37秒前
桃掉烦恼应助lee采纳,获得10
38秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
诺贝尔奖与生命科学 2000
Les Mantodea de Guyane 1000
Aspects of Babylonian celestial divination: the lunar eclipse tablets of Enūma Anu Enlil 1000
Kidney Transplantation: Principles and Practice 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 910
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3380707
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2995854
关于积分的说明 8765777
捐赠科研通 2680904
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1468245
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 678909
邀请新用户注册赠送积分活动 670951