NML高被引文章 | 锂/钠/钾离子电池

高被引文章: 指近10年内发表的SCI论文且被引次数排在相应学科领域全球前1%以内。

Enhanced Potassium-ion Storage of the 3D Carbon Superstructure by Manipulating the N Species and Morphology

Yanhua Li, Kui Xiao, Cong Huang, Jin Wang, Ming Gao, Aiping Hu, Qunli Tang, Binbin Fan, Yali Xu, Xiaohua Chen*

Nano‑Micro Lett. (2021)13:1

中文题目：“双管齐下”构建高效储钾碳负极材料

本文亮点：

1. 构建了三维互连的多级结构与高吡啶氮、吡咯氮含量的碳微球，有效增强了钾离子存储能力。

中文题目：钾离子电池多维度负极材料的构筑和性能

2. 总结了不同维度的负极材料的优缺点和优化策略。

3. 概述了不同维度的负极材料与其相应的电化学性能之间的关系并提出一些解决策略以应对钾离子电池目前存在的不足。

中文题目：超快可逆储钾负极高分散钴@氮掺杂石墨化碳复合材料

文章简介：

中南大学材料科学与工程学院梁叔全教授和周江教授团队联合吉首大学吴贤文教授等人首先通过液相共沉淀法合成了普鲁士蓝类似物前驱体，然后通过简便高效的高温碳化工艺，将前驱体中所含的Co²⁺还原成Co单质，所含的CN-转化为氮掺杂石墨化碳，最终得到了具有核壳结构的钴纳米颗粒-氮掺杂石墨化碳复合材料(Co-NC)。研究结果表明，复合材料中钴纳米颗粒和含氮基团(包括Co-N键)的存在，能够有效促进石墨化碳对钾离子的吸附，降低钾离子的扩散能垒，赋予了Co-NC良好的扩散动力学和电容吸附行为。作为钾离子电池负极，Co-NC电极具有较高的储钾容量(在50 mA/g电流密度下，可逆容量为305 mAh/g)和良好的长循环稳定性(在500 mA/g电流密度下循环1000圈之后，可逆容量为115.7 mAh/g)。

本文亮点：

2. 该复合材料中钴纳米颗粒和含氮基团(包括Co-N键)的存在，不仅有效促进了石墨化碳对钾离子的吸附，而且降低了钾离子的扩散能垒。

3. 良好的扩散动力学和电容吸附行为协同提高了复合材料的储钾性能。

中文题目：”Janus”界面组装提升三元MXene基复合电极钠/钾存储速率

文章简介：

澳大利亚昆士兰科技大学孙子其教授与吉林大学韩炜教授等在本文中提出了一种新型的2D强耦合三元异质结构，利用”Janus”界面组装技术，将过渡金属硒化物(MSe, M=Cu, Ni和Co)，MXene纳米片和真菌衍生富含氮碳质纳米带(CNRibs)进行协同组装，以解决MXene基负极在钠/钾离子电池中出现重堆叠、相对较低的容量及其快速衰减等问题。

这种三元异质结构具有一些独特的结构特征：(1)内部高导电富含碳纳米带导电基质；(2)垂直排列的MXene纳米片的均匀分布形成开放多孔的表面/界面结构；(3)稳定沉积的过渡金属硒化物具有大量的表面活性位点与额外的离子储存界面。这些结构优势使复合材料实现了大尺寸碱金属离子的超快界面传输、卓越的倍率性能与超高的长期循环稳定性。

本文亮点：

中文题目：锂离子电容器：提升正极碳材料储能特性的深入研究

文章简介：

由于缺少定向调控碳材料结构的方法，探究正极碳材料内在特性以及其电容行为之间的关系受到了极大地阻碍，进而限制了高性能锂离子电容器的发展。基于此，中南大学化学化工学院纪效波教授、邹国强副教授通过调节Zn/Co离子比例提出了一种定向调控碳正极材料的孔径和石墨化程度的策略，进而为深入研究碳正极的电容行为提供了良好的基础。结合实验和理论计算结果分析得出，溶剂化PF6-的离子大小是1.5 nm。1.5~3 nm范围的孔径有利于提升正极碳材料的电容特性。此外，石墨化程度的提升也能显著地提高正极碳的倍率性能。归功于较高的石墨化程度和合适的孔径范围(1.5~3 nm)两者的协同效应，优化的碳正极(Zn90Co10-APC)展现了优异的电化学性能。此外，其组装的锂离子电容器具有较大的能量密度(108 Wh/kg)、功率密度(150000 W/kg)以及良好的长循环特性。该工作有助于深入解析LiPF6电解质中PF6-离子的电容特性，能在一定程度上为锂离子电容器中碳正极的设计提供一定的指导。

本文亮点：

1. 通过调节Zn/Co离子比例实现了碳正极材料的孔径和石墨化程度的导向调控。

2. 1.5~3 nm的孔径范围有利于溶剂化PF₆^–离子的吸脱附行为。

3. 优化的碳正极(Zn90Co10-APC)及其所组装的锂离子电容器均展现了优异的电化学性能。