Radical‐Mediated Pyrolysis Engineering Multi‐Precursor Hard Carbons with Hierarchical Sodium Storage Architectures

材料科学 热解 碳纤维 电化学 钠 钠离子电池 吸附 化学工程 纳米技术 储能 碳纳米纤维 电极 电压 复合数 桥接(联网) 工作(物理) 木质素 激进的 共价键 氧气 金属有机骨架 高原(数学) 分子
作者
Chenhao Liu,Yuqi Li,Wanli Wang,Longsen Song,Qi Wei,Bin Wang,Kang Sun,Qiang Li,Mingbo Wu,Han Hu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (19) 被引量:16
标识
DOI:10.1002/adfm.202523497
摘要

Abstract Hard carbon with optimized sodium storage architecture is synthesized through radical‐mediated pyrolysis of low‐cost lignin/asphalt precursors. Spray‐drying followed by instantaneous low‐temperature crosslinking and anaerobic pyrolysis enables covalent C─O─C bridging between asphalt‐derived carbon radicals and lignin oxygen functionalities, directing hierarchical structure evolution. The resulting composite exhibits expanded interlayer spacing (0.393 nm), turbostratic disorder, and size‐regulated closed pores (<1 nm), synergistically enhancing sodium storage. Electrochemical testing demonstrates a reversible capacity of 330.8 mAh g −1 with 60% plateau contribution, outperforming single‐precursor analogs by 29.8%. Structure‐performance relationship analyses reveal that plateau capacity is synergistically regulated by interlayer spacing and closed‐pore volume, which promotes Na + migration and pore filling, while slope capacity is governed by defect density‐dominated adsorption kinetics. Mechanistic studies further establish that ionic‐state Na + (mediated by slope‐region adsorption) are antecedent to metallic‐state Na + formed through confinement storage (e.g., intercalation/pore‐filling), as the latter requires higher driving voltages and operates at deeper electrode storage sites, resulting in slower kinetics. This work establishes a radical chemistry‐guided paradigm for multi‐precursor carbon design, demonstrating how controlled radical interactions during pyrolysis decouple competing structural requirements to simultaneously achieve high capacity and rate performance, a critical advancement toward commercially viable sodium‐ion battery anodes.
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
月昔给月昔的求助进行了留言
刚刚
钎蓁关注了科研通微信公众号
刚刚
joezhang2023发布了新的文献求助30
1秒前
不知道发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
蚂蚁路亚完成签到,获得积分20
2秒前
行走的土豆完成签到,获得积分10
2秒前
科目三的应助被CGF采纳,获得10
3秒前
彭于晏的应助被清秀的忆秋采纳,获得10
4秒前
领导范儿的应助被fdn采纳,获得10
4秒前
flypig1616完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
二三完成签到,获得积分20
4秒前
4秒前
一去紫台发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
木易完成签到,获得积分10
5秒前
爆米花的应助被柴胡采纳,获得10
6秒前
cy完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
青柳安发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
爆米花的应助被王倩采纳,获得10
8秒前
8秒前
NexusExplorer的应助被毛毛采纳,获得10
9秒前
9秒前
仿生人发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
Mic的应助被Jie采纳,获得30
10秒前
香蕉觅云的应助被nn采纳,获得10
10秒前
xiaoyun19l完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
11秒前
zsh发布了新的文献求助10
12秒前
搜集达人的应助被马杰采纳,获得10
12秒前
慕青的应助被犹豫的蛋挞采纳,获得10
13秒前
13秒前
Ao发布了新的文献求助10
13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
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Challenging Attachment Theory 600
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
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 8140003
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9540438
关于积分的说明 21639564
捐赠科研通 7724034
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3420974
关于科研通互助平台的介绍 2546170
邀请新用户注册赠送积分活动 2462983