Effect of precursor morphology of cellulose-based hard carbon anodes for sodium-ion batteries

魔角纺纱 碳化 纤维素 电化学 化学工程 材料科学 钠离子电池 碳纤维 电解质 阳极 钠 化学 法拉第效率 复合数 复合材料 核磁共振波谱 电极 扫描电子显微镜 有机化学 物理化学 工程类 冶金
作者
H. Sarma,Ju Tang Sun,Isuru E. Gunathilaka,Yvonne Hora,Rangam Rajkhowa,Maria Forsyth,Nolene Byrne
出处
期刊: [Frontiers Media]
卷期号:2 被引量:10
标识
DOI:10.3389/fbael.2023.1330448
摘要

Hard carbon with different microstructures and physicochemical properties can be obtained based on the precursor used, and these properties have a direct impact on the electrochemical performance. Herein, two different precursors from a single source of waste cotton textiles have been prepared to be either cotton snippets retaining the original fiber structure of cotton or a microfibrillated cellulose, which has a very different morphology and surface area. Both the cotton snippet (CS) and the microfibrillated cellulose (MFC) have been carbonized to prepare hard carbons MFC-C and CS-C, and their electrochemical performance is evaluated in sodium-ion batteries (NIBs). Physicochemical properties in terms of a higher interlayer spacing of 3.71 Å and a high defect ratio (ID/IG) of 1.10 resulted in CS-C having a relatively higher specific capacity of 240 mAh g-1 in comparison to 199 mAh g-1 in MFC-C when cycled at 50 mA g-1. In addition, ex-situ MAS (magic angle spinning) NMR (nuclear magnetic resonance) spectroscopy on the solid electrolyte interphase (SEI) layer of CS-C revealed a lesser amount of conductive SEI layer on its surface compared to MFC-C, mainly composed of NaF and an additional FSI-derived Na complex, suggested to be Na2 [SO3-N-SO2F]). In contrast, MFC-C revealed a greater amount of SEI-related compounds, which is interpreted as a thicker SEI layer resulting in a long Na+ diffusion pathway and slower Na+ reaction kinetics. This study provides insight into the effect of microstructural differences arising from different cellulose precursors on the electrochemical performance, thereby aiding in the fabrication and optimization of hard carbon anodes for sodium-ion batteries.

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
稳重的从寒完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
负责的含玉完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Zhao完成签到 ,获得积分10
5秒前
XANXUS完成签到,获得积分10
7秒前
CLW发布了新的文献求助10
8秒前
dorbir发布了新的文献求助10
8秒前
花花子完成签到 ,获得积分10
13秒前
俊秀的问旋完成签到 ,获得积分10
14秒前
yx完成签到 ,获得积分10
17秒前
Elsevier大王的应助被负责的含玉采纳,获得200
18秒前
机灵的沂完成签到,获得积分10
18秒前
liuteng完成签到 ,获得积分10
24秒前
灵巧的谷南完成签到 ,获得积分10
24秒前
liu95完成签到 ,获得积分0
24秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
30秒前
赘婿的应助被dorbir采纳,获得10
30秒前
睡前来杯黑咖啡完成签到,获得积分10
31秒前
江涸完成签到,获得积分10
31秒前
魔幻的松思完成签到,获得积分10
32秒前
roundtree完成签到 ,获得积分0
34秒前
思源的应助被科研通管家采纳,获得10
35秒前
英姑的应助被科研通管家采纳,获得10
35秒前
美菇完成签到 ,获得积分10
35秒前
慕青的应助被科研通管家采纳,获得10
35秒前
英姑的应助被科研通管家采纳,获得10
35秒前
上官若男的应助被科研通管家采纳,获得10
35秒前
小元元完成签到 ,获得积分10
40秒前
科研通AI6.2的应助被甄雨琦采纳,获得10
46秒前
在水一方的应助被摆渡人采纳,获得10
46秒前
xixi2517完成签到,获得积分10
49秒前
yolo完成签到 ,获得积分10
52秒前
qiancib202完成签到,获得积分0
54秒前
慧子完成签到 ,获得积分10
54秒前
yet完成签到 ,获得积分10
57秒前
M_Aeris的应助被Eric采纳,获得10
58秒前
zzz123完成签到 ,获得积分10
59秒前
xurui_s完成签到 ,获得积分10
1分钟前
在路上完成签到 ,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
Energie-Contracting 1500
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Oncology Clinical Trials: Successful Design, Conduct, and Analysis, Second Edition 800
Sustainable Engineered Micro/Nanofibers and Hybrid Nanocomposites for Environmental Remediation 400
Ecotourism 400
Liquidus diagram and viscosity estimation in pseudo-binary system Li2B6O10–LiF 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8076062
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9494142
关于积分的说明 21378281
捐赠科研通 7643973
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3399993
关于科研通互助平台的介绍 2529768
邀请新用户注册赠送积分活动 2438664