Sodium/Potassium‐Ion Batteries: Boosting the Rate Capability and Cycle Life by Combining Morphology, Defect and Structure Engineering

材料科学 阳极 电化学 化学工程 纳米片 插层(化学) 碳纤维 离子 钠离子电池 纳米技术 无机化学 电极 复合数 法拉第效率 复合材料 化学 有机化学 物理化学 工程类 冶金
作者
Huijuan Huang,Rui Xu,Yuezhan Feng,Sifan Zeng,Yu Jiang,Huijuan Wang,Wei Luo,Yan Yu
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:32 (8): e1904320-e1904320 被引量:520
标识
DOI:10.1002/adma.201904320
摘要

Abstract Carbon‐based materials have been considered as the most promising anode materials for both sodium‐ion batteries (SIBs) and potassium‐ion batteries (PIBs), owing to their good chemical stability, high electrical conductivity, and environmental benignity. However, due to the large sizes of sodium and potassium ions, it is a great challenge to realize a carbon anode with high reversible capacity, long cycle life, and high rate capability. Herein, by rational design, N‐doped 3D mesoporous carbon nanosheets (N‐CNS) are successfully synthesized, which can realize unprecedented electrochemical performance for both SIBs and PIBs. The N‐CNS possess an ultrathin nanosheet structure with hierarchical pores, ultrahigh level of pyridinic N/pyrrolic N, and an expanded interlayer distance. The beneficial features that can enhance the Na‐/K‐ion intercalation/deintercalation kinetic process, shorten the diffusion length for both ions and electrons, and accommodate the volume change are demonstrated. Hence, the N‐CNS‐based electrode delivers a high capacity of 239 mAh g −1 at 5 A g −1 after 10 000 cycles for SIBs and 321 mAh g −1 at 5 A g −1 after 5000 cycles for PIBs. First‐principles calculation shows that the ultrahigh doping level of pyridinic N/pyrrolic N contributes to the enhanced sodium and potassium storage performance by modulating the charge density distribution on the carbon surface.
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
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
battle王完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
1秒前
豆包糊了发布了新的文献求助10
1秒前
孙亦沈完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
研友_VZG7GZ应助wendy采纳,获得10
2秒前
4秒前
无数遍离开完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
星星发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.1应助冷酷曼卉采纳,获得10
4秒前
阳子发布了新的文献求助30
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
Hstatic完成签到 ,获得积分10
6秒前
秦霄贤老婆完成签到,获得积分10
6秒前
SCI发布了新的文献求助50
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
心旷神怡发布了新的文献求助10
7秒前
SciGPT应助23采纳,获得10
7秒前
容棋完成签到,获得积分10
7秒前
丘比特应助三重根采纳,获得10
7秒前
SciGPT应助细腻心锁采纳,获得10
8秒前
8秒前
阿航发布了新的文献求助10
8秒前
lingli发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
9秒前
情怀应助木炭采纳,获得10
9秒前
9秒前
RESUME完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
高分求助中
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 40000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Les Mantodea de guyane 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5750645
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5464898
关于积分的说明 15367334
捐赠科研通 4889553
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2629305
邀请新用户注册赠送积分活动 1577613
关于科研通互助平台的介绍 1534037