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Regulating Pseudo‐Graphitic Domain and Closed Pores to Facilitate Plateau Sodium Storage Capacity and Kinetics for Hard Carbon

动力学 阳极 高原(数学) 化学工程 碳纤维 电池(电) 微观结构 储能 材料科学 钠离子电池 极化(电化学) 纳米技术 化学 电极 复合材料 功率(物理) 物理 工程类 热力学 复合数 数学 物理化学 数学分析 法拉第效率 量子力学
作者
Zhi Tang,Dan Jiang,Zhouhao Fu,Jia Zhou,Rui Liu,Rui Zhang,Dan Sun,Abdelghaffar S. Dhmees,Yougen Tang,Haiyan Wang
出处
期刊:Small methods [Wiley]
被引量:13
标识
DOI:10.1002/smtd.202400509
摘要

Abstract Hard carbon anode demonstrates exceptional potential in sodium‐ion batteries due to their cost‐effectivenss and superior plateau capacity. However, the proximity of the plateau capacity to the cut‐off voltage of battery operation and the premature cut‐off voltage response caused by polarization at high rates greatly limit the exploitation of plateau capacities, raising big concerns about inferior rate performance of high‐plateau‐capacity hard carbon. In this work, a facile pre‐oxidation strategy is proposed for fabricating lignin‐derived hard carbon. Both high‐plateau capacity and sodiation kinetics are significantly enhanced due to the introduction of expanded pseudo‐graphitic domains and high‐speed closed pores. Impressively, the optimized hard carbon exhibits an increased reversible capacity from 252.1 to 302.0 mAh g −1 , alongside superior rate performance (174.7 mAh g −1 at 5 C) and stable cyclability over 500 cycles. This study paves a low‐cost and effective pathway to modulate the microstructure of biomass‐derived hard carbon materials for facilitating plateau sodium storage kinetics.
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