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由于鈉資源豐富，鈉離子電池(SIBs)被認(rèn)為是鋰離子電池(LIBs)最有希望的替代者。然而，由于缺乏先進(jìn)的電極材料，特別是負(fù)極材料，嚴(yán)重阻礙了SIBs的發(fā)展。近日，新疆大學(xué)王省超課題組通過(guò)簡(jiǎn)單的靜電紡絲法和活化法制備了煤基分級(jí)多孔碳納米纖維(HPCCNFs)。化學(xué)活化使HPCCNF-1具有微/介孔結(jié)構(gòu)和適宜的比表面積(2236.43 m²?g^-1)，同時(shí)將碳層間距擴(kuò)大到0.386 nm，有利于離子和電子的傳輸。氮元素?fù)诫s不僅使碳產(chǎn)生了外部缺陷和活性位點(diǎn)，而且提高了材料的導(dǎo)電性。作為SIBs的負(fù)極材料時(shí)，HPCCNFs-1表現(xiàn)出出色的循環(huán)穩(wěn)定性（高達(dá)1000次循環(huán)）和優(yōu)異的倍率性能（在5 A g^-1的電流密度下，容量為121.7 mA h g^-1）。這項(xiàng)工作表明，煤基碳納米纖維可以作為構(gòu)建高性能電池的極具前景的負(fù)極材料。

圖1.（a）HPCCNFs的制備示意圖；（b-d）CCNFS、HPCCNFS-0.5、HPCCNFS-1和HPCCNFS-2的XRD圖譜、拉曼光譜和FTIR圖譜。

圖2.（a）CCNFs、（b）HPCCNFS-0.5、（c）HPCCNFS-1和（d）HPCCNFs的SEM圖像；HPCCNFS-1的（e）TEM圖像、（f）HRTEM圖像、（g）SEM圖像和（h-j）相應(yīng)的EDS映射圖像。

圖3. HPCCNFs-1在（a）0.01-3.0 V之間的0.1 mV s^-1下的CV曲線、（b）0.1 A g^-1下前三個(gè)循環(huán)的充放電曲線和（c）5 A g^-1下的循環(huán)性能；（d）倍率性能，和（e）HPCCNFS-1與其他碳基負(fù)極材料的倍率性能對(duì)比。

圖4.（a）HPCCNFS-1電極在不同掃描速率下的CV曲線，（b）峰值電流與掃描速率之間的關(guān)系，（c）在0.5 mV s^-1的掃描速率下的電容貢獻(xiàn)曲線，（d）HPCCNFS-1電極在不同掃描速率下的贗電容貢獻(xiàn)率。

論文信息

Coal-Based Hierarchically Porous Carbon Nanofibers as High-Performance Anode for Sodium-Ion Batteries

Junting Gao, Prof. Xingchao Wang, Dr. Xiaoquan Lu, Cuiqin Chao, Yuanyuan Liang, Ping Gao, Dr. Ying Sun, Dr. Anjie Liu, Prof. Yudai Huang

ChemElectroChem

DOI:?10.1002/celc.202200496

碘乙烷-D5_IODOETHANE-D5_CAS:6485-58-1 2025-04-25
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雙(2-乙基己基)次膦酸_CAS:13525-99-0 2025-02-28
甲基二苯基膦硫化物_Methyldiphenylphosphine sulfide_CAS:13639-74-2 2025-01-10

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