Riemannian Surface on Carbon Anodes Enables Li-Ion Storage at −35 °C

吸附 碳纤维 离子 阳极 曲面(拓扑) 材料科学 原子轨道 化学 曲率 电子 物理化学 电极 有机化学 物理 几何学 数学 量子力学 复合数 复合材料
作者
Zongjing Lu,Jingnan Wang,Xuechun Cheng,Weiwei Xie,Zhiyi Gao,Xintong Zhang,Yong Xu,Yi Ding,Yijun Yang,Xi Wu,Jiannian Yao
出处
期刊:ACS central science [American Chemical Society]
卷期号:8 (7): 905-914 被引量:4
标识
DOI:10.1021/acscentsci.2c00411
摘要

Since sluggish Li+ desolvation leads to severe capacity degradation of carbon anodes at subzero temperatures, it is urgently desired to modulate electron configurations of surface carbon atoms toward high capacity for Li-ion batteries. Herein, a carbon-based anode material (O-DF) was strategically synthesized to construct the Riemannian surface with a positive curvature, which exhibits a high reversible capacity of 624 mAh g-1 with an 85.9% capacity retention at 0.1 A g-1 as the temperature drops to -20 °C. Even if the temperature drops to -35 °C, the reversible capacity is still effectively retained at 160 mAh g-1 after 200 cycles. Various characterizations and theoretical calculations reveal that the Riemannian surface effectively tunes the low-temperature sluggish Li+ desolvation of the interfacial chemistry via locally accumulated charges of non-coplanar sp x (2 < x < 3) hybridized orbitals to reduce the rate-determining step of the energy barrier for the charge-transfer process. Ex-situ measurements further confirm that the sp x -hybridized orbitals of the pentagonal defect sites should denote more negative charges to solvated Li+ adsorbed on the Riemannian surface to form stronger Li-C coordinate bonds for Li+ desolvation, which not only enhances Li-adsorption on the curved surface but also results in more Li+ insertion in an extremely cold environment.
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
JamesPei应助wang5945采纳,获得10
刚刚
刚刚
yixiaolou发布了新的文献求助10
刚刚
柠c完成签到,获得积分10
刚刚
一种信仰完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
闪闪发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
2秒前
ngqt发布了新的文献求助10
4秒前
badercao完成签到,获得积分10
4秒前
chunhuizhang完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
汉堡包应助北璃采纳,获得10
5秒前
6秒前
7秒前
一一一一发布了新的文献求助10
7秒前
青春完成签到 ,获得积分10
7秒前
顾矜应助yixiaolou采纳,获得10
8秒前
8秒前
super发布了新的文献求助10
9秒前
evilbatuu发布了新的文献求助10
9秒前
11秒前
结实红酒发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
pinging完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI5应助杨杨采纳,获得10
12秒前
12秒前
852应助霸气凡白采纳,获得10
13秒前
机智的曼易完成签到 ,获得积分10
13秒前
谷高高完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
yyds应助吾儿坤采纳,获得80
14秒前
北城发布了新的文献求助10
15秒前
hanlin发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
PZD发布了新的文献求助10
18秒前
辣姜完成签到,获得积分10
19秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 4000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
Novel synthetic routes for multiple bond formation between Si, Ge, and Sn and the d- and p-block elements 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3515890
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3098083
关于积分的说明 9237912
捐赠科研通 2793061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1532791
邀请新用户注册赠送积分活动 712304
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 707256