Biomimetic-Mineralization-Assisted Self-Activation Creates a Delicate Porous Structure in Carbon Material for High-Rate Sodium Storage

材料科学 多孔性 矿化(土壤科学) 化学工程 纳米技术 碳纤维 多孔介质 复合材料 有机化学 化学 冶金 复合数 氮气 工程类
作者
Hao Zhang,Gang Huang,Longbo Luo,Dingyue Zhang,Fan Gao,Caiqin Gao,Xu Wang,Xianchun Chen,Mauricio Terrones,Yanqing Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (18): 23374-23386 被引量:33
标识
DOI:10.1021/acsami.4c03425
摘要

Porous carbons have shown their potential in sodium-ion batteries (SIBs), but the undesirable initial Coulombic efficiency (ICE) and rate capability hinder their practical application. Herein, learning from nature, we report an efficient method for fabricating a carbon framework (CK) with delicate porous structural regulation by biomimetic mineralization-assisted self-activation. The abundant pores and defects of the CK anode can improve the ICE and rate performance of SIBs in ether-based electrolytes, whereas they are confined in carbonate ester-based electrolytes. Notably, ether-based electrolytes enable CK anode to possess excellent ICE (82.9%) and high-rate capability (111.2 mAh g-1 at 50 A g-1). Even after 5500 cycles at a large current density of 10 A g-1, the capacity retention can still be maintained at 73.1%. More importantly, the full cell consisting of the CK anode and Na3V2(PO4)3 cathode delivers a high energy density of 204.4 Wh kg-1, with a power density of 2828.2 W kg-1. Such outstanding performance of the CK anode is attributed to (1) hierarchical pores, oxygen doping, and defects that pave the way for the transportation and storage of Na+, further enhancing ICE; (2) a high-proportion NaF-based solid-electrolyte-interphase (SEI) layer that facilitates Na+ storage kinetics in ether-based electrolytes; and (3) ether-based electrolytes that determine Na+ storage kinetics further to dominate the performance of SIBs. These results provide compelling evidence for the promising potential of our synthetic strategy in the development of carbon-based materials and ether-based electrolytes for electrochemical energy storage.
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
bamboo完成签到,获得积分10
刚刚
周俊瑞完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
尼兹v完成签到,获得积分20
1秒前
Xxxy完成签到 ,获得积分10
2秒前
JIA完成签到 ,获得积分10
3秒前
JIA完成签到 ,获得积分10
3秒前
gy完成签到,获得积分10
4秒前
hy1234完成签到 ,获得积分10
4秒前
wuda完成签到,获得积分10
5秒前
lf-leo完成签到,获得积分10
5秒前
JXDYYZK完成签到,获得积分10
5秒前
CDI和LIB完成签到,获得积分10
5秒前
樊笼客完成签到,获得积分10
6秒前
Moko完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
科研大佬的路上完成签到 ,获得积分10
9秒前
Dandy完成签到,获得积分10
10秒前
shilly完成签到 ,获得积分10
10秒前
Ander完成签到 ,获得积分10
10秒前
12秒前
远山完成签到,获得积分10
13秒前
忐忑的草丛完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
wwwjy完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
干卿完成签到,获得积分10
15秒前
wuxin完成签到,获得积分10
15秒前
我是老大应助dongdong采纳,获得10
15秒前
qizhixu发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
HooBea完成签到 ,获得积分10
17秒前
HEYATIAN完成签到 ,获得积分10
18秒前
Elliba完成签到 ,获得积分10
18秒前
18秒前
hzauhzau发布了新的文献求助10
18秒前
十二平均律完成签到,获得积分10
19秒前
欢喜可愁完成签到 ,获得积分10
19秒前
董庆山完成签到 ,获得积分10
20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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
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 6436731
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8251149
关于积分的说明 17552112
捐赠科研通 5495133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898214
邀请新用户注册赠送积分活动 1875001
关于科研通互助平台的介绍 1716197