碳基陽極在低電位下的嵌入能力對開發高能量密度的鉀離子電池(PIBs)起著重要作用。然而,由于K+的重復插入/提取而導致的較差速率和循環性能極大地限制了PIB的實際應用。中國石油大學(華東)范壯軍、Liu Zheng提出了一種準石墨結構,該結構具有豐富的邊緣氮摻雜、微孔結構和通過氧化石墨烯嵌段之間的低聚苯胺原位聚合和隨后的碳化增強的石墨納米疇。
本文要點:
1) 具有微觀有序石墨納米疇的宏觀有序多層結構可以提供有效的K+插入/提取通道,從而大大提高了低電位下的嵌入能力。此外,高邊緣氮摻雜(97%)對于改善K+轉移動力學非常重要,特別是在高電流密度下。
2) 因此,陽極具有高放電容量、優異的倍率性能和長期循環穩定性。通過原位拉曼光譜、X射線衍射(XRD)光譜和理論計算,作者系統研究了K+嵌入機理和增強的轉移動力學。
Chunlei Chi et.al Graphene Oxide Block Derived Edge-Nitrogen Doped Quasi-Graphite for High K+ Intercalation Capacity and Excellent Rate Performance Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202302055
https://doi.org/10.1002/aenm.202302055