電導(dǎo)性和鈉離子吸附能力增強(qiáng)的氮、硫共摻雜有序介孔碳作為高性能的鈉離子電池負(fù)極材料
有序介孔碳是一種極具潛力的鈉離子電池負(fù)極材料。然而,低的電導(dǎo)性和缺陷位點(diǎn)的不足是制約有序介孔碳儲(chǔ)鈉性能的瓶頸所在。太原理工大學(xué)煤科學(xué)與技術(shù)的一個(gè)研究組報(bào)道了一種氮、硫原子摻雜有序介孔碳的策略,借以改性有序介孔碳并提高其儲(chǔ)鈉性能,相關(guān)成果發(fā)表在2019年2月1日的《Journal of Power Sources》期刊上。
利用北京同步輻射裝置(BSRF)4B9B-光電子能譜實(shí)驗(yàn)站對(duì)雜原子摻雜的有序介孔碳的電子結(jié)構(gòu)和表面官能團(tuán)進(jìn)行了檢測(cè)。從同步輻射圖譜中反映出氮、硫摻雜后有序介孔碳的缺陷位點(diǎn)增多,且吡啶和石墨氮種類豐富,有利于其儲(chǔ)鈉性能的提升。
該研究組使用硫脲經(jīng)一步熱解法制備得到了氮、硫原子同時(shí)摻雜的有序介孔碳材料,所得到的氮、硫共摻雜有序介孔碳有著良好的電子電導(dǎo)性和豐富的缺陷位點(diǎn),賦予了材料優(yōu)異的儲(chǔ)鈉性能。這一研究成果為設(shè)計(jì)高性能的碳基鈉離子負(fù)極材料提供了思路。同步輻射光源為該團(tuán)隊(duì)研究引入氮、硫原子后有序介孔碳電子結(jié)構(gòu)的變化提供了幫助。同步輻射光譜結(jié)果表明引入氮、硫原子后有序介孔碳中有著豐富的缺陷位點(diǎn)和吡啶、石墨種類氮,極大地提升了其電子電導(dǎo)性和儲(chǔ)鈉性能。然而,氮、硫原子種類在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的演變?nèi)匀恍枰M(jìn)一步的探究,因此電化學(xué)同步輻射裝置將必定有助于我們解析這一過(guò)程。
發(fā)表文章:
Jianqi Ye, Hanqing Zhao, Wei Song, Na Wang, Mengmeng Kang, Zhong Li, Enhanced electronic conductivity and sodium-ion adsorption in N/S co-doped ordered mesoporous carbon for high-performance sodium-ion battery anode [J]. Journal of Power Sources 412 (2019) 606–614.