Mechanochemistry transforming high-surface-area coal-based activated carbon into densified carbon with optimized multi-scale structures for enhanced sodium/potassium ion storage

化学工程 材料科学 重量分析 碳纤维 阳极 吸附 氢气储存 活性炭 纳米技术 化学 复合材料 电极 有机化学 复合数 物理化学 合金 工程类
作者
Hua Wang,Fei Sun,Jiahui Dong,Dongyang Wu,Ping Hu,Hongquan Yang,Zhibin Qu,Kunfang Wang,Jihui Gao,Jianmin Gao
出处
期刊:Electrochimica Acta [Elsevier BV]
卷期号:475: 143579-143579 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.electacta.2023.143579
摘要

Practical sodium/potassium-ion batteries require carbon anodes with both high gravimetric and volumetric performances, for which engineering carbon material with simultaneous high-density architecture and well-organized structures is the key. Herein, a simple and scalable strategy via a mechanochemistry process is developed to transform high-surface-area activated carbon into densified carbon with optimized multi-scale structures in term of greatly decreased ineffective pores, a shorten carbon lattice and modified carboxyl-dominant functional groups. In the mechanochemical process, the rearrangement of ineffective pores was achieved by high-energy collision and shear effects between grinding balls and particles, in which micropores were concentrated at ∼0.5 nm, followed by carboxylic modification on the fresh edges in air atmosphere (CO2). The reduced ineffective pores and enriched functional groups have improved reversibility and kinetics of Na/K ions storage in carbon matrix, resulting in large reversible capacities, excellent rate capabilities even at a high-loading mass of 5 mg·cm−2. Electrochemical kinetic analysis and ex-situ X-ray diffraction reveal the dominant capacitive storage mechanism for Na+, and theorical calculations demonstrate that the grafted carboxyl groups in carbon matrix promote Na+ reversible storage with multi-ion adsorption configuration, thus improving capacitive storage capacities. This work demonstrates the feasibility of transforming coal-based porous carbon into high-performance anode materials.
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
小狮子完成签到 ,获得积分10
5秒前
人九完成签到 ,获得积分10
6秒前
顾矜应助清脆半双采纳,获得30
8秒前
Hello应助楼下太吵了采纳,获得10
10秒前
13秒前
15秒前
斯文败类应助美好忆之采纳,获得10
16秒前
18秒前
21秒前
23秒前
24秒前
27秒前
清脆半双发布了新的文献求助30
27秒前
崔京成完成签到 ,获得积分10
28秒前
美好忆之发布了新的文献求助10
29秒前
呆萌的蚂蚁完成签到 ,获得积分10
31秒前
悦耳的襄发布了新的文献求助10
32秒前
磊大彪完成签到 ,获得积分10
32秒前
无语的成仁完成签到,获得积分10
36秒前
Stamina678完成签到,获得积分10
42秒前
傲寒完成签到 ,获得积分10
43秒前
乐观的小鸡完成签到,获得积分10
47秒前
石慧君完成签到 ,获得积分10
47秒前
MS903完成签到 ,获得积分10
48秒前
hzs完成签到,获得积分10
49秒前
LIJIngcan完成签到 ,获得积分10
51秒前
布卡约萨卡完成签到,获得积分10
54秒前
大雪完成签到 ,获得积分10
54秒前
清脆半双完成签到,获得积分10
55秒前
艳艳宝完成签到 ,获得积分10
55秒前
55秒前
小陈完成签到 ,获得积分10
55秒前
美好忆之完成签到,获得积分20
56秒前
哈哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Orange应助大恶魔宝拉采纳,获得10
1分钟前
Xu完成签到,获得积分10
1分钟前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
1分钟前
英姑应助橙子采纳,获得30
1分钟前
1分钟前
leo完成签到,获得积分10
1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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6440910
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8254766
关于积分的说明 17572167
捐赠科研通 5499172
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900113
邀请新用户注册赠送积分活动 1876725
关于科研通互助平台的介绍 1716926