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Modulating the Graphitic Domains and Pore Structure of Corncob-Derived Hard Carbons by Pyrolysis to Improve Sodium Storage

热解 玉米芯 材料科学 微观结构 碳纤维 石墨 化学工程 阳极 原材料 复合材料 化学 有机化学 电极 复合数 工程类 物理化学
作者
Ningjing Song,Ning Guo,Canliang Ma,Yun Zhao,Wanxi Li,Boqiong Li
出处
期刊:Molecules [MDPI AG]
卷期号:28 (8): 3595-3595 被引量:3
标识
DOI:10.3390/molecules28083595
摘要

Biomass-derived hard carbon materials are considered as the most promising anode materials for sodium-ion batteries (SIBs) due to their abundant sources, environmental friendliness, and excellent electrochemical performance. Although much research exists on the effect of pyrolysis temperature on the microstructure of hard carbon materials, there are few reports that focus on the development of pore structure during the pyrolysis process. In this study, corncob is used as the raw material to synthesize hard carbon at a pyrolysis temperature of 1000~1600 °C, and their interrelationationship between pyrolysis temperature, microstructure and sodium storage properties are systematically studied. With the pyrolysis temperature increasing from 1000 °C to 1400 °C, the number of graphite microcrystal layers increases, the long-range order degree rises, and the pore structure shows a larger size and wide distribution. The specific capacity, the initial coulomb efficiency, and the rate performance of hard carbon materials improve simultaneously. However, as the pyrolysis temperature rises further to 1600 °C, the graphite-like layer begins to curl, and the number of graphite microcrystal layers reduces. In return, the electrochemical performance of the hard carbon material decreases. This model of pyrolysis temperatures-microstructure-sodium storage properties will provide a theoretical basis for the research and application of biomass hard carbon materials in SIBs.
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