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双调控策略增强硬碳钠存储性能:孔道限域与孔径协同优化
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月30日 来源:Journal of Energy Chemistry 14.9
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(编辑推荐)本研究创新性地提出利用P2O5双功能模板同步调控硬碳(HC)的孔口尺寸与缺陷化学,实现89.3%的初始库伦效率(ICE)和289 mAh g?1的 plateau容量,为钠离子电池(SIBs)和混合电容器(SIHCs)提供了高性能阳极解决方案。
亮点
本研究通过磷掺杂硬碳(PF-PHC)的双重调控机制,实现了孔道入口亚纳米级精准控制与缺陷原位钝化的协同效应,为钠离子存储材料设计提供了新范式。
材料合成与表征
如Fig. 1(a)所示,以酚醛树脂(PF)为碳源,P2O5作为牺牲模板和磷掺杂剂,通过水热辅助高温热解制备PF-PHC。P2O5原位升华形成闭孔结构,残留磷原子有效钝化碳空位缺陷,减少不可逆Na+吸附和过量SEI膜形成。
结论
该工作开创性地将孔口尺寸工程与缺陷化学调控整合于单步工艺,所制备的PF-PHC在钠离子混合电容器(SIHC)中展现出卓越性能:2 A g?1下循环10,000次容量保持率达98.2%,为下一代储能材料设计树立了新标准。
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