Insights into the Dynamical Sodium Occupancy Evolution and Rate-Limiting Steps in Hard Carbon

化学 高原(数学) 扩散 工作(物理) 拉曼光谱 动力学 合理设计 碳纤维 电化学 纳米技术 过渡时间 吸附 化学物理 热力学 化学工程 分子动力学 光谱学 过渡态理论 机制(生物学) 动能 能源景观 降级(电信) 原位
作者
Ying Ge,Yanling Qiu,Jianxin Han,Shahid Mirza,Hao Liu,Guiming Zhong,Qiong Zheng,Zhangquan Peng,Xianfeng Li
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (43): 39537-39546 被引量:36
标识
DOI:10.1021/jacs.5c12673
摘要

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide Accurate understanding of the sodium-storage mechanisms and behaviors is essential for advancing hard carbon (HC) anodes, yet significant controversies persist regarding the sloping and low-voltage-plateau sodiation processes. This work leverages quantitative in situ NMR with Raman spectroscopy and electrochemical analysis to achieve a critical quantified understanding. The approach definitely identifies a transition of Na + from intercalation/adsorption sites to quasi-metallic sodium clusters within closed pores in the early stage of the plateau and subsequently cluster-grow alongside adsorption/intercalation-reoccupy during the late plateau. Notably, our results demonstrate that adsorbed Na + maintains a significantly higher mobility than intercalated Na + during the transition. This transition exhibits strong correlation with decreasing diffusion coefficient during the process, critically governing the rate performance of HC. This understanding clearly explains the enhanced plateau kinetics of HC by introducing abundant defects and closed pores and enlarging carbon layers, which provide a fast transition pathway into quasi-metallic sodium. As a result, our strategically designed HC material achieves a high reversible capacity of 413.2 mAh g –1 at 30 mA g –1 and an exceptional rate capability of 253.0 mAh g –1 at 1500 mA g –1 . These fundamental insights into Na + release and the transition-storage mechanism provide a critical foundation for the rational design of high-performance HC 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
刚刚
邵小庆发布了新的文献求助10
刚刚
科研通AI6.2应助大力若烟采纳,获得10
2秒前
雪地冰心给雪地冰心的求助进行了留言
2秒前
研友_89mvO8完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
山间风发布了新的文献求助10
4秒前
tt完成签到,获得积分10
4秒前
文Wen应助拾贝采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
无花果应助Han采纳,获得10
6秒前
6秒前
Tong123完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
小巧的面包完成签到 ,获得积分10
7秒前
Frieren完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
科目三应助RC_Wang采纳,获得10
10秒前
vv发布了新的文献求助10
10秒前
布拉德玛拉唐完成签到,获得积分10
10秒前
彭于晏应助Mansis采纳,获得10
10秒前
er完成签到 ,获得积分10
11秒前
12秒前
12秒前
heiyi完成签到,获得积分10
12秒前
畅快盼望发布了新的文献求助30
13秒前
lCM完成签到,获得积分10
14秒前
FashionBoy应助qfyyyyyyy采纳,获得10
15秒前
研友_惊鸿发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
qiiiiii发布了新的文献求助30
16秒前
yang发布了新的文献求助10
17秒前
曦忘发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
jinshijie完成签到,获得积分10
20秒前
姜忆霜发布了新的文献求助10
20秒前
昭昭完成签到 ,获得积分10
21秒前
Akim应助Mansis采纳,获得10
21秒前
22秒前
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
Autoparametric Resonance in Mechanical Systems 1000
Effects of Two Weeks of Red Light Therapy on Choroidal Thickness and Axial Length in Young Adults 700
Cosmos as Art Object: Studies in Plato's Timaeus and Other Dialogues 600
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Auslegungsgeschichte 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 7660657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9230803
关于积分的说明 19848870
捐赠科研通 7228610
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3281697
关于科研通互助平台的介绍 2441349
邀请新用户注册赠送积分活动 2282198