Protein-derived 3D amorphous carbon with N, O doping as high rate and long lifespan anode for potassium ion batteries

阳极 材料科学 电化学 无定形碳 化学工程 杂原子 微观结构 碳纤维 扩散 解吸 吸附 纳米技术 无定形固体 无机化学 电极 化学 复合材料 物理化学 复合数 有机化学 热力学 物理 工程类 戒指(化学)
作者
Yi Sun,Qiujie Wu,Yueda Wang,Changhao Li,Xin Liang,Hongfa Xiang
出处
期刊:Journal of Power Sources [Elsevier]
卷期号:512: 230530-230530 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.jpowsour.2021.230530
摘要

Abstract Owing to the abundant resource and tunable structure, amorphous carbon materials have been widely studied as anode for alkali-metal ion batteries. However, it is still a huge space to promote their electrochemical performance for potassium ion batteries (PIBs), especially rate capability, because of the sluggish kinetics of potassium ions. In this work, 3D amorphous carbon with nitrogen and oxygen dual doping (N/O-3DC) is elaborately designed and facilely synthesized for high performance PIBs. Benefit from the synergistic effect of structural advantages, N/O-3DC electrode delivers a high reversible capacity (345 mA h g−1 at 0.03 A g−1), excellent rate performance (132 mA h g−1 at 9.6 A g−1) and ultralong lifespan (0.02% capacity decay per cycle over 1000 cycles at 3 A g−1). Combined with control experiment and structural characterization, it demonstrates the interaction between introduction of heteroatoms, construction of 3D open pore network and tailored microstructure, obtaining more active sites and enlarged interlayer spacing. Kinetic analysis and density functional theory calculations reveal dual N/O doping can not only facilitate the adsorption/desorption of K+ and elevate electronic conductivity, but also reduce energy barrier for K+ diffusion, hence promote the reaction kinetics. This work presents an appealing development of high performance carbon anode with multi-strategy coupling for PIBs.
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
长心完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
Akim应助端庄的豆芽采纳,获得10
3秒前
浊轶完成签到 ,获得积分10
3秒前
影子完成签到,获得积分10
4秒前
机智的皮皮虾完成签到,获得积分10
6秒前
辛勤香岚完成签到,获得积分10
6秒前
asdfqwer完成签到,获得积分0
6秒前
suise完成签到,获得积分10
7秒前
PiaoGuo完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
正直的念梦完成签到,获得积分10
8秒前
Wang发布了新的文献求助10
9秒前
犹豫战斗机完成签到,获得积分10
10秒前
两滴水的云完成签到,获得积分10
10秒前
zy完成签到,获得积分10
11秒前
sens完成签到,获得积分10
11秒前
风中冰香应助火星上乐驹采纳,获得10
11秒前
大力的忆霜完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
如意的尔竹完成签到 ,获得积分10
12秒前
深情的楷瑞完成签到 ,获得积分10
13秒前
poison完成签到 ,获得积分10
13秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
Clover04应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
风中冰香应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
13秒前
chrisio应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
张露完成签到 ,获得积分10
14秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
文静应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
ding应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
shi hui应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
14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
FUNDAMENTAL STUDY OF ADAPTIVE CONTROL SYSTEMS 500
微纳米加工技术及其应用 500
Nanoelectronics and Information Technology: Advanced Electronic Materials and Novel Devices 500
Performance optimization of advanced vapor compression systems working with low-GWP refrigerants using numerical and experimental methods 500
Constitutional and Administrative Law 500
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5294333
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4444199
关于积分的说明 13832392
捐赠科研通 4328271
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2376032
邀请新用户注册赠送积分活动 1371362
关于科研通互助平台的介绍 1336532