Enabling Fast Na+ Transfer Kinetics in the Whole‐Voltage‐Region of Hard‐Carbon Anodes for Ultrahigh‐Rate Sodium Storage

阳极 材料科学 扩散 动力学 储能 电化学 碳纤维 离子 纳米技术 化学工程 电极 分析化学(期刊) 物理化学 热力学 化学 复合材料 功率(物理) 物理 有机化学 量子力学 复合数 工程类 冶金 色谱法
作者
Xiuping Yin,Zhixiu Lu,Jing Wang,Xiaochen Feng,Swagata Roy,Xiangsi Liu,Yong Yang,Yufeng Zhao,Jiujun Zhang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (13): e2109282-e2109282 被引量:434
标识
DOI:10.1002/adma.202109282
摘要

Abstract Efficient electrode materials, that combine high power and high energy, are the crucial requisites of sodium‐ion batteries (SIBs), which have unwrapped new possibilities in the areas of grid‐scale energy storage. Hard carbons (HCs) are considered as the leading candidate anode materials for SIBs, however, the primary challenge of slow charge‐transfer kinetics at the low potential region (<0.1 V) remains unresolved till date, and the underlying structure–performance correlation is under debate. Herein, ultrafast sodium storage in the whole‐voltage‐region (0.01–2 V), with the Na + diffusion coefficient enhanced by 2 orders of magnitude (≈10 –7 cm 2 s –1 ) through rationally deploying the physical parameters of HCs using a ZnO‐assisted bulk etching strategy is reported. It is unveiled that the Na + adsorption energy ( E a ) and diffusion barrier ( E b ) are in a positive and negative linear relationship with the carbon p‐band center, respectively, and balance of E a and E b is critical in enhancing the charge‐storage kinetics. The charge‐storage mechanism in HCs is evidenced through comprehensive in(ex) situ techniques. The as prepared HCs microspheres deliver a record high rate performance of 107 mAh g –1 @ 50 A g –1 and unprecedented electrochemical performance at extremely low temperature (426 mAh g –1 @ −40 °C).
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
2秒前
橙C完成签到,获得积分20
17秒前
勤奋完成签到 ,获得积分10
27秒前
mzhang2完成签到 ,获得积分10
31秒前
cdercder应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
36秒前
重要的灵应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
55秒前
追寻又柔完成签到 ,获得积分10
1分钟前
He完成签到 ,获得积分10
1分钟前
旋转木马9个完成签到 ,获得积分10
1分钟前
WZL完成签到 ,获得积分10
1分钟前
马冬梅完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Zhangym完成签到 ,获得积分10
1分钟前
博哥完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
DaYongDan完成签到 ,获得积分0
1分钟前
山水完成签到,获得积分10
1分钟前
trz817394完成签到,获得积分10
1分钟前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
叶子完成签到,获得积分10
1分钟前
snubdisphenoid完成签到,获得积分10
1分钟前
白凌风完成签到 ,获得积分10
1分钟前
甜甜的tiantian完成签到 ,获得积分10
1分钟前
任性星星完成签到 ,获得积分10
1分钟前
晨风完成签到,获得积分10
1分钟前
科研mrxu完成签到,获得积分10
1分钟前
西兰花完成签到,获得积分10
1分钟前
小温温完成签到 ,获得积分10
2分钟前
一一完成签到 ,获得积分10
2分钟前
PHI完成签到 ,获得积分10
2分钟前
邓代容完成签到 ,获得积分10
2分钟前
XuNan完成签到,获得积分10
2分钟前
大气寻真完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
ymxlcfc完成签到 ,获得积分0
2分钟前
vicky完成签到 ,获得积分10
2分钟前
行云流水完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
TayBob完成签到,获得积分10
2分钟前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Petrology and Plate Tectonics,2025 450
Circular Polar Constellations Providing Continuous Single or Multiple Coverage Above a Specified Latitude 400
Social democracy and urban politics Party responses to the diversifying left in European cities 400
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
Probability and Stochastic Processes 333
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6735690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8468350
关于积分的说明 18069140
捐赠科研通 5999822
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3001373
邀请新用户注册赠送积分活动 1977795
关于科研通互助平台的介绍 1939057