Facile Synthesis of N,P‐codoped Hard Carbon Nanoporous Microspheres from Lignin for High‐Performance Anodes of Sodium‐Ion Batteries

材料科学 化学工程 阳极 纳米孔 木质素 储能 钠离子电池 插层(化学) 电池(电) 碳纤维 蒸发 电化学 电极 纳米技术 法拉第效率 无机化学 化学 有机化学 复合材料 复合数 工程类 物理化学 功率(物理) 物理 热力学 量子力学
作者
Jie Zhang,Jingying Duan,Yang Zhang,Mingming Chen,Kemeng Ji,Chengyang Wang
出处
期刊:ChemElectroChem [Wiley]
卷期号:8 (18): 3544-3552 被引量:24
标识
DOI:10.1002/celc.202100795
摘要

Abstract We demonstrate a facile emulsion‐solvent evaporation process to easily convert lignin into nanoporous N,P‐codoped hard carbon microspheres. The combined physiochemical characterizations indicate this material possesses micro‐structure suitable for electrochemical energy storage. The electrochemical measurements of sodium ion battery (SIB) show that such lignin‐derived carbon microspheres also follow the widely‐accepted adsorption‐intercalation Na‐storage mechanism. The Na + diffusion coefficient in as‐obtained electrode could reach 10 −9 cm 2 s −1 . They exhibit quite excellent and balanced Na‐storage performances, such as large reversible and low‐voltage capacity (up to 307–336 and 229–246 mAh g −1 , respectively), high initial coulombic efficiency (78.7–82.4 %), and good rate performance as well as long cycling stability (e. g., retaining at 248 mAh g −1 and a retention of ∼92.2 % after running at 0.1 A g −1 for 200 cycles). Consequently, this work not only provides a facile approach to realize high added‐value utilization of lignin but also contributes to the development of eco‐environmental batteries using low‐cost materials.
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