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梁叔全/潘安強(qiáng)/何海勇AM：鈉離子電池倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性新策略

大量研究表明，由于層間距的增大，增加了層間距，從而提高了碳負(fù)極的倍率能力。然而，當(dāng)掃描速率大于1 mV s^?1時，擴(kuò)散控制容量的百分比小于30%，這表明對炭素負(fù)極倍率能力提高原理的認(rèn)識是不準(zhǔn)確的。

富硫氮摻雜三維多孔碳骨架(SRNDC)可逆鈉化/去離子化的示意圖

近日，中南大學(xué)梁叔全（通訊作者），潘安強(qiáng)（通訊作者）和寧波材料所何海勇（通訊作者）等人在材料研究頂級期刊Adv. Mater.上發(fā)表了題為”Increasing Accessible Subsurface to Improving Rate Capability and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries”的研究性論文。

SRNDC-700形貌和結(jié)構(gòu)示意圖

作者研究發(fā)現(xiàn)，雜原子摻雜對體相碳層間距影響不大，即擴(kuò)散控制能力很難通過摻雜來提高。然而，在拉應(yīng)力協(xié)同作用下，次表層的層間距明顯擴(kuò)大到0.40 nm，這將增加高電流密度下可接近的次表層的厚度。

此外，碳結(jié)構(gòu)的高度可逆性確保了超長循環(huán)的穩(wěn)定性，因此，即使在10 A g^?1下進(jìn)行6000次循環(huán)，SRNDC700的衰減率也只有0.0025%。本文對摻雜改善炭質(zhì)負(fù)極電化學(xué)性能的機(jī)理有了新的認(rèn)識，為碳摻雜提供了一種新的設(shè)計(jì)思路。

SRNDC-700的XPS，拉曼和孔隙率測試

Increasing Accessible Subsurface to Improving Rate Capability and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202100808)

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