Nano-Bi@Hard Carbon Composite Anode for Sodium-Ion Batteries with 385 Wh L–1 Volumetric Energy Density and Durability

化学 阳极 复合数 离子 阴极 碳纤维 纳米- 储能 纳米颗粒 碳化 化学工程 纳米技术 复合材料 吸附 有机化学 物理化学 电极 材料科学 工程类 功率(物理) 物理 量子力学
作者
Zhiyu Lu,Haolei Yu,Yunhong Wei,Chengcheng Cao,Rong Liang,Guolei Cai,Song Jin,Hongchang Jin,Yong Ni,Yue Lin,Hengxing Ji
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:147 (32): 28714-28722 被引量:15
标识
DOI:10.1021/jacs.5c03507
摘要

Sodium-ion batteries (SIBs) are promising alternatives to lithium-ion batteries (LIBs) for sustainable energy storage, yet their adoption in compact applications is hindered by a low volumetric energy density (VED) or relatively poor structural instability. Herein, we present a nano-Bi@hard carbon (nano-Bi@HC) composite featuring densely packed microspheres with uniformly dispersed Bi nanoparticles (6–18 nm) embedded in a hard carbon matrix, achieving a remarkable VED of 385 Wh L –1, with exceptional cycling stability (97% retention over 4000 cycles). Utilizing pectin’s carboxyl functional groups, Bi 3+ ions were homogeneously coordinated to enable a high Bi content (86.2 wt %) without agglomeration during carbonization. The nano-Bi@HC anode exhibits an unparalleled volumetric capacity of 1950 mAh cm –3 under a high areal loading (12.3 mg cm –2 ) and compaction density (4.8 g cm –3 ). Paired with a Na 3 V(PO 4 ) 3 cathode, the full cell demonstrates a superior performance across temperature ranges, highlighting its practical potential. This study establishes a scalable strategy for designing high-VED and durable alloy-based anodes, bridging critical gaps in SIB technology.
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
hank完成签到,获得积分10
刚刚
lxz完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
顺心的羊完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
2秒前
000发布了新的文献求助10
2秒前
1526完成签到,获得积分10
2秒前
helium发布了新的文献求助10
2秒前
酷酷的麦片完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
爆米花应助李知采纳,获得10
3秒前
3秒前
张弓完成签到,获得积分10
3秒前
忧虑的电话完成签到,获得积分10
3秒前
黄橙紫发布了新的文献求助10
3秒前
zdh888完成签到,获得积分10
3秒前
你很困的样子完成签到,获得积分10
4秒前
认真的裤子完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
嘟嘟嘟发布了新的文献求助10
4秒前
小新完成签到,获得积分10
5秒前
yangyang2021完成签到,获得积分10
5秒前
小马甲应助可靠F采纳,获得10
5秒前
Jasper应助2q采纳,获得10
5秒前
小二郎应助白白不是球采纳,获得10
5秒前
半山完成签到,获得积分10
5秒前
阔达的夜山完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
wanci应助风味芹菜采纳,获得10
6秒前
皮皮完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
sfgggfds完成签到,获得积分10
6秒前
整点薯条完成签到,获得积分10
6秒前
传奇3应助狂野紫丝采纳,获得10
7秒前
乐乐应助狂野紫丝采纳,获得10
7秒前
i3utter完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2应助狂野紫丝采纳,获得10
7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
HYDROLYSE ACIDE DE QUELQUES DIOXASPIROCYCLANES 1314
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7744978
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9292959
关于积分的说明 20216645
捐赠科研通 7324345
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3307756
关于科研通互助平台的介绍 2459723
邀请新用户注册赠送积分活动 2318924