Enhanced Fast‐Charging and Longevity in Sodium‐Ion Batteries through Nitrogen‐Doped Carbon Frameworks Encasing Flower‐Like Bismuth Microspheres

材料科学 微球 氮气 碳纤维 离子 兴奋剂 化学工程 无机化学 纳米技术 冶金 光电子学 复合材料 复合数 有机化学 化学 工程类
作者
Zhilin Chen,Xiaoyu Wu,Zhefei Sun,Jianhai Pan,Jiajia Han,Yangsu Wang,Haodong Liu,Yanbin Shen,Ziyang Wang,Dong‐Liang Peng,Qiaobao Zhang
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
被引量:2
标识
DOI:10.1002/aenm.202400132
摘要

Abstract Micro‐sized bismuth (Bi) is recognized for its high volumetric capacity and suitable working potential, making it a promising anode candidate for sodium‐ion batteries (SIBs). However, its substantial volume changes and slow reaction kinetics during cycling detrimentally affects the SIB performance. Theoretical prediction uncovers a previously unexplored favorable attribute that bonding between nitrogen within a carbon coating and Bi atoms facilitates Na + ingress into the Bi bulk, significantly enhancing Bi‐Na alloying reactions, mitigating volume expansion, and preventing Na‐dendrite formation. Experimentally, the study innovatively engineers a flower‐like micro‐sized Bi encapsulated within an elastic, nitrogen‐doped carbon framework (FBi@NC) working as an efficient anode for SIBs. This design enables FBi@NC anode achieving a high tap density of 2.86 g cm −3 and delivering a remarkable volumetric capacity of 1100 mAh cm −3 at 1 mA cm − 2 . It also exhibits exceptional rate capability (368.2 mA h g −1 at 30 A g −1 ) and super durable cyclability (10 000 cycles with 318.8 mA h g −1 at 5 A g −1 , retaining 82% capacity). Full cells with Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 cathodes demonstrate superior rate and cycling performances. Crucially, this study elucidates the underlying Na + ‐storage mechanisms and the contributory factors to performance enhancement, providing vital insights for the development of high‐energy and stable SIBs.
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
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
放牛班发布了新的文献求助10
2秒前
呼呼夫人完成签到 ,获得积分10
4秒前
奇思妙想脆鲨鲨完成签到 ,获得积分10
11秒前
17秒前
1318mobinglan完成签到 ,获得积分10
18秒前
陈漂亮发布了新的文献求助10
18秒前
slouchy完成签到 ,获得积分10
18秒前
ZHANG_Kun完成签到 ,获得积分10
19秒前
大个应助王嵩嵩采纳,获得10
19秒前
十七完成签到 ,获得积分10
24秒前
31秒前
小跳小跳完成签到 ,获得积分10
31秒前
Eid完成签到,获得积分10
32秒前
34秒前
尹冰之完成签到,获得积分10
35秒前
wh发布了新的文献求助10
37秒前
xxfeng完成签到,获得积分20
38秒前
虚幻沛菡完成签到 ,获得积分10
40秒前
zyx发布了新的文献求助10
41秒前
42秒前
43秒前
wang5945发布了新的文献求助10
43秒前
火火完成签到 ,获得积分10
44秒前
波啊完成签到 ,获得积分10
44秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
47秒前
47秒前
48秒前
kangk14完成签到,获得积分10
48秒前
xxfeng发布了新的文献求助50
49秒前
烟花应助wang5945采纳,获得10
50秒前
50秒前
wsy完成签到 ,获得积分10
50秒前
51秒前
脑洞疼应助bbing采纳,获得10
52秒前
53秒前
kangk14发布了新的文献求助30
54秒前
FAN发布了新的文献求助10
54秒前
zyx完成签到,获得积分10
55秒前
1分钟前
高分求助中
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Cross-Cultural Psychology: Critical Thinking and Contemporary Applications (8th edition) 800
Counseling With Immigrants, Refugees, and Their Families From Social Justice Perspectives pages 800
マンネンタケ科植物由来メロテルペノイド類の網羅的全合成/Collective Synthesis of Meroterpenoids Derived from Ganoderma Family 500
Electrochemistry 500
Broflanilide prolongs the development of fall armyworm Spodoptera frugiperda by regulating biosynthesis of juvenile hormone 400
Statistical Procedures for the Medical Device Industry 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2372320
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2080159
关于积分的说明 5209964
捐赠科研通 1807577
什么是DOI,文献DOI怎么找? 902312
版权声明 558266
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 481744