High sulfur-doped hard carbon anode from polystyrene with enhanced capacity and stability for potassium-ion storage

阳极 硫黄 碳纤维 材料科学 化学工程 钾离子电池 聚苯乙烯 扩散 兴奋剂 吸附 离子 无机化学 化学 复合材料 有机化学 电极 冶金 热力学 聚合物 物理化学 复合数 光电子学 磷酸钒锂电池 工程类 物理
作者
Xiaoyan Chen,Xin‐Bing Cheng,Zhigang Liu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier]
卷期号:68: 688-698 被引量:22
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2021.12.007
摘要

Carbonaceous materials are regarded as a promising anode material for potassium ion batteries (PIBs) due to their high electronic conductivity, abundant resources and low cost. However, relatively low storage capacity and structural instability still hinder their practical application. Herein, high sulfur-doped hard carbon (SHC-3) with a sulfur up to 27.05 at% is synthesized from polystyrene and sulfur as precursors. As an anode for PIBs, the SHC-3 delivers a superb cycling stability and rate performance (298.1 mAh g−1 at 100 mA g−1 for 1000 cycles, a capacity retention of 95.2%; 220.2 mAh g−1 at 500 mA g−1 after 5200 cycles). The potassium storage of SHC-3 exhibits excellent cyclic stability at both low and high rates. Structure and kinetic studies demonstrate that the larger interlayer spacing (0.382 nm) of the SHC-3 accelerates the diffusion of potassium ions and effectively alleviates the volume expansion, and thus maintains the structure stability during the process of potassization/de-potassization. Meanwhile, the density functional theory calculation shows that the doped sulfur atoms provide abundant active sites for the adsorption of potassium ions, thereby increasing the reversible capacity of PIBs. This work provides a new scheme for the design of carbonaceous anode materials with high capacity and long cycle life.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
LOMO发布了新的文献求助10
刚刚
神唐1发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
3秒前
Mike发布了新的文献求助10
3秒前
余烬22发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
白白发布了新的文献求助10
8秒前
负责的含玉完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
12秒前
13秒前
qaq完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
Mike完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
ly完成签到 ,获得积分10
20秒前
24秒前
HGQ发布了新的文献求助10
26秒前
细心慕凝完成签到 ,获得积分10
27秒前
儒雅的书竹完成签到,获得积分10
27秒前
29秒前
魔幻若山完成签到,获得积分10
30秒前
Leonardi应助彭凯采纳,获得20
30秒前
bkagyin应助白白采纳,获得10
30秒前
盐植物完成签到,获得积分10
32秒前
32秒前
是瓜瓜不发布了新的文献求助10
33秒前
柔弱的友瑶完成签到,获得积分10
36秒前
晚上八点半完成签到,获得积分10
36秒前
哒哒哒完成签到,获得积分10
36秒前
鑫鑫完成签到,获得积分10
39秒前
余烬22完成签到,获得积分10
40秒前
美丽的邑发布了新的文献求助10
42秒前
含蓄翠风完成签到,获得积分10
46秒前
47秒前
chentle完成签到,获得积分20
48秒前
chentle发布了新的文献求助10
51秒前
FashionBoy应助金源元采纳,获得10
54秒前
高分求助中
The three stars each : the Astrolabes and related texts 1070
Manual of Clinical Microbiology, 4 Volume Set (ASM Books) 13th Edition 1000
Sport in der Antike 800
De arte gymnastica. The art of gymnastics 600
少脉山油柑叶的化学成分研究 530
Sport in der Antike Hardcover – March 1, 2015 500
Boris Pesce - Gli impiegati della Fiat dal 1955 al 1999 un percorso nella memoria 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2404802
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2103282
关于积分的说明 5308089
捐赠科研通 1830734
什么是DOI,文献DOI怎么找? 912219
版权声明 560519
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 487712