Sodium Storage Mechanism Investigations through Structural Changes in Hard Carbons

阳极 法拉第效率 材料科学 电化学 插层(化学) 储能 化学工程 纳米技术 热解 碳纤维 离子 电极 化学 碳化 无机化学 钠离子电池 复合材料 复合数 冶金 有机化学 功率(物理) 物理化学 工程类 物理 量子力学 扫描电子显微镜
作者
Hande Alptekin,Heather Au,Anders C. S. Jensen,Emilia Olsson,Mustafa Göktaş,Thomas F. Headen,Philipp Adelhelm,Qiong Cai,Alan J. Drew,Maria‐Magdalena Titirici
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:3 (10): 9918-9927 被引量:132
标识
DOI:10.1021/acsaem.0c01614
摘要

Hard carbons, due to their relatively low cost and good electrochemical performance, are considered the most promising anode materials for Na-ion batteries. Despite the many reported structures of hard carbon, the practical use of hard carbon anodes is largely limited by low initial Coulombic efficiency (ICE), and the sodium storage mechanism still remains elusive. A better understanding of the sodium-ion behavior in hard carbon anodes is crucial to develop more efficient sodium-ion batteries. Here, a series of hard carbon materials with tailored morphology and surface functionality was synthesized via hydrothermal carbonization and subsequent pyrolysis from 1000 to 1900 °C. Electrochemical results revealed different sodiation-desodiation trends in the galvanostatic potential profiles and varying ICE and were compared with theoretical studies to understand the effect of the varying hard carbon structure on the sodium storage process at different voltages. Furthermore, electrode expansion during cycling was investigated by in situ dilatometry; to the best of our knowledge, this is the first time that the technique has been applied to hard carbons for ion storage mechanism investigation in Na-ion batteries. Combining experimental and theoretical results, we propose a model for sodium storage in our hard carbons that consist of Na-ion storage at defect sites and by intercalation in the high voltage slope region and via pore filling in the low voltage plateau region; these findings are important for the design of future electrode materials with high capacity and efficiency.
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
hihihihihi发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
LV发布了新的文献求助10
1秒前
王i完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
昭荃完成签到 ,获得积分0
2秒前
望乐思完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
无私羽毛发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.4应助wqy采纳,获得10
5秒前
cyberman发布了新的文献求助10
6秒前
一一完成签到,获得积分10
6秒前
哈哈发布了新的文献求助10
7秒前
Todayisagift发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
木木发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
jjffyy发布了新的文献求助10
9秒前
wxy完成签到 ,获得积分10
9秒前
Jiang完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
Akim应助两颗星采纳,获得10
10秒前
搞怪的夏蓉完成签到,获得积分10
10秒前
充电宝应助流时采纳,获得10
11秒前
大本金发布了新的文献求助10
11秒前
顾矜应助COLA采纳,获得10
11秒前
侯一刀发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
啦啦啦发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
14秒前
爆裂魔法使完成签到,获得积分20
14秒前
cm5257发布了新的文献求助10
14秒前
漫漫完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Reading and Understanding Health Research 500
Social Skills Improvement System-Rating Scales--Chinese Version 500
Dynamische Polarisation von H-1 und B-11 in (CH-3)-3NBH-3 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7250612
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8873392
关于积分的说明 18727759
捐赠科研通 6930255
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3199182
关于科研通互助平台的介绍 2374229
邀请新用户注册赠送积分活动 2173842