成果简介

钾离子电池（PIBs）由于钾元素的天然丰富、低成本和类似的摇椅工作机制，被认为是锂离子电池的竞争替代品。然而，同时制备合适的低电压平台、高容量和长循环寿命的钾离子负极材料具有挑战性。本文，南方科技大学罗光富、深圳技术大学杨帆等研究人员在《Small》期刊发表名为“Bitumen-Derived Onion-Like Soft Carbon as High-Performance Potassium-Ion Battery Anode”的论文，研究利用沥青质分子的溶剂敏感自组装特性，制备了高杂原子含量的洋葱状软碳（OLSC）。

由于高度石墨化，OLSC 电极表现出低电压平台。同时，由于洋葱状结构的高稳定性和钾离子的快速传输，它具有优异的循环稳定性和倍率性能，后者是由第一性原理计算发现的杂原子引起的膨胀夹层引起的。与现有的碳材料相比，本研究合成的 OLSC在20mAg –1下 具有 466 mAh g–1 的高可逆容量，可逆容量为 222 mAh g –1 ，在 1 A g –1下 1600 次循环后容量保持率为 95% 。这项工作将碳材料的纳米结构和电化学性能联系起来，并为改进 PIB 的碳基阳极提供了新的见解。

图文导读

图1、OLSC 的制备过程示意图。

图2、a) TEM 和 b) OLSC 的 HRTEM 图像；c) SC的TEM 和 d) HRTEM 图像；e) OLSC和SC的XRD图谱；f) OLSC 的 EDS 元素映射；g) XPS光谱，插图中显示了元素的原子百分比；h) OLSC 和 SC 的拉曼光谱。

图3、电化学性能

图4、结构表征

小结

与现有的碳材料相比，本研究合成的 OLSC 表现出优异的倍率性能和稳定性，同时确保了具有可比容量的较低电压平台，这被认为极大地促进了钾离子电池的实际应用。作者预计这项工作中揭示的机制可以有利于其他用于储能目的的碳基材料的设计。

文献：

https://doi.org/10.1002/smll.202203494

支付宝打赏

微信打赏

留言与评论（共有 0 条评论） “”

验证码：