• 电化学获奖人专辑 •
周锐, 刘瑞, 李云诺, 蒋思捷, 井甜甜, 徐艳松*, 曹菲菲*
Rui Zhoua, Rui Liua, Yun-Nuo Lia, Si-Jie Jianga, Tian-Tian Jinga, Yan-Song Xua,*, Fei-Fei Caoa,*
摘要: 双离子电池(DIBs)通常使用碳基材料作为电极,具有工作电压高、潜在成本低、环境友好等优点。与二次电池传统的“摇椅式”工作机制不同,DIBs具有独特的工作机制,在电化学反应过程中,阳离子和阴离子分别在负极和正极参与容量贡献。在高工作电压下(>4.8 V),阴离子嵌入石墨正极具有优异的反应动力学。然而,Li+在负极侧往往扩散速率较为缓慢,导致正极和负极之间的动力学失配,严重制约了DIBs的发展。本文通过微观结构调控策略制备了毛竹衍生碳(PEC),该策略有效地调控了PEC丰富的短程有序石墨微畴和无序非晶区,并具有独特的分级纳米孔结构。其纳米孔的孔径分布主要集中在0.5-5 nm,为Li+提供了合适的快速传输通道,在300 mA·g-1电流密度下达到了436 mAh·g-1的高可逆容量和优异的倍率性能(在3 A·g-1时保持了231 mAh·g-1的高容量)。组装的双碳PEC-500||石墨全电池在10 C倍率下具有114 mAh·g-1的容量,循环3000圈后具有96%的容量保持率,同时,全电池在50 C倍率测试中仍能够保持74 mAh·g-1的容量,表现出优异的倍率性能。