O/F双掺杂多孔碳纳米多面体,助力高储钾性能

碳材料是一种具有前途的钾离子电池(PIBs)负极材料。然而,由于碳负极的体积膨胀和结构不稳定,要获得高容量、高倍率和长寿命仍然是一个挑战。最近,中国科学技术大学陈乾旺教授在Advanced Functional Materials上发表题为Oxygen/Fluorine Dual-Doped Porous Carbon Nanopolyhedra Enabled Ultrafast and Highly Stable Potassium Storage的论文。

本文首次报道了O/F双掺杂多孔碳纳米多面体(OFPCN)作为PIBs的新型负极材料,在0.05 A g-1时具有481 mA h g-1的可逆容量,在1 A g-1下循环2000周后具有218 mA h g-1的优异性能,其容量保持率为92%。即使在10 A g-1、充放电时间约为40 s的情况下进行5000周循环,仍保持111 mA h g-1的容量。这种超快的钾储存和循环稳定性在PIBs中鲜有报道。

定量动力学分析表明,钾的储存机制既有扩散过程,也有电容过程。密度泛函理论计算表明,O/F双掺杂多孔碳具有较高的比容量和优异的倍率性能,能够在结构畸变较小的情况下吸附多个K原子,并具有良好的循环稳定性。

Oxygen/Fluorine Dual-Doped Porous Carbon Nanopolyhedra Enabled Ultrafast and Highly Stable Potassium Storage.(Advanced Functional Materials 2019, DOI: 10.1002/adfm.201906126)

全文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.201906126
(本新闻稿摘自微算云平台)