清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Defective nano-structure regulating C-F bond for lithium/fluorinated carbon batteries with dual high-performance

材料科学 密度泛函理论 石墨烯 电负性 锂(药物) 化学工程 兴奋剂 碳纤维 功率密度 阴极 电池(电) 纳米技术 物理化学 复合材料 计算化学 热力学 有机化学 光电子学 复合数 功率(物理) 化学 物理 工程类 内分泌学 医学
作者
Lingchen Kong,Yu Li,Cong Peng,Lidong Sun,Kai Wang,Yong Liu,Wei Feng
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:104: 107905-107905 被引量:75
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2022.107905
摘要

Lithium/fluorinated carbon (Li/CF x ) batteries show significant potential owing to high energy density and long-term storage performance. Restricted to the mutual restriction of F/C ratio and conductivity, the high energy density and power density cannot be achieved simultaneously. Herein, fluorinated honeycomb N-doped graphene (F-HNG) with conductive C-F bond was regulated by structural and heteroatomic defects, which was fabricated by nanoscale etching, NH 3 treatment and gas phase fluorination. The unique pore provided smooth channels and storage sites for Li + migration, while N atom with more electronegativity further regulated the charge distribution of the carbon skeleton. F-HNG delivered dual excellent electrochemical performance of a maximum energy density of 2595.47 Wh kg -1 , associated with the unprecedented power density of 73.203 kW kg -1 at an ultrahigh rate of 50 C. Li/F-HNG pouch cell achieved an energy density of 707.52 Wh kg -1 with a mass loading of 10-15 mg cm -2 and reduced the heat release and battery swelling. In-depth density functional theory (DFT) calculations revealed that synergistic effect of porosity and N-doping regulated its C-F bond configuration, thermodynamic parameters, and ion diffusion pathway. This work indicates that nano-defect engineering and heteroatomic doping provide innovative possible directions for the design of CF x cathodes with dual superior performance. Honeycomb N-doped graphene was first proposed as precursor of CF x , delivering ultrahigh energy density and power density. The synergistic effects of porosity and N-doping directly affected charge distribution and reactivity of carbon skeleton, yielding semi-ionic C-F bonds with high electrochemical activity, while the pore structure provided a smooth channel and storage place for Li + migration. • A novel fluorinated honeycomb nitrogen-doped graphene (F-HNG) with both conductive C-F bond and high F/C radio was reported. • The synergistic effects of the structural and heteroatomic defects regulate the C-F bond configuration and thermodynamic parameters, while the unique pore and edge structures provide smooth channels and storage sites for Li + migration. • The obtained Li/F-HNG coin cell deliver dual high-performance with a maximum energy density of 2595.47 Wh kg -1 and the unprecedented power density of 73.203 kW kg -1 at an ultrahigh rate of 50 C. The Li/F-HNG pouch cell exhibited an energy density of 707.52 Wh kg -1 at 0.01 C.
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
壮观的谷冬完成签到 ,获得积分0
5秒前
河鲸完成签到 ,获得积分10
21秒前
龙弟弟完成签到 ,获得积分10
22秒前
jing完成签到 ,获得积分10
26秒前
Nniu完成签到,获得积分10
28秒前
点点完成签到 ,获得积分10
34秒前
34秒前
jason完成签到 ,获得积分10
40秒前
kevin_kong完成签到,获得积分10
43秒前
似水流年完成签到 ,获得积分10
50秒前
Dr-Luo完成签到 ,获得积分10
1分钟前
慕雪完成签到 ,获得积分10
1分钟前
徐伟业完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Qqiao完成签到 ,获得积分10
1分钟前
深蓝完成签到 ,获得积分10
1分钟前
YifanWang应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
Heart_of_Stone完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
复杂尔蓝发布了新的文献求助10
1分钟前
Gary完成签到 ,获得积分10
1分钟前
马仔猴完成签到 ,获得积分10
1分钟前
77完成签到 ,获得积分10
1分钟前
假装超人会飞完成签到,获得积分10
1分钟前
czj完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
如意元容完成签到,获得积分10
2分钟前
13290012693发布了新的文献求助10
2分钟前
夜雨完成签到 ,获得积分10
2分钟前
Jackcaosky完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
奋斗的妙海完成签到 ,获得积分0
2分钟前
krajicek发布了新的文献求助10
2分钟前
脑洞疼应助13290012693采纳,获得10
2分钟前
会写日记的乌龟先生完成签到,获得积分10
2分钟前
复杂尔蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
我要读博士完成签到 ,获得积分10
2分钟前
krajicek完成签到,获得积分10
2分钟前
小白白完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
高分求助中
(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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
晚清天文学译著《谈天》版本考 720
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Calibre SVRF (Standard Verification Rule Format) Manual 2021 500
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 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 7085871
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8743760
关于积分的说明 18494511
捐赠科研通 6631836
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3133989
关于科研通互助平台的介绍 2238361
邀请新用户注册赠送积分活动 2108711