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(文献推荐)钠电池中的碳负极材料

已有 6265 次阅读 2018-2-26 13:32 |个人分类:文献推荐|系统分类:科研笔记

推荐一篇很有意思的文章“Elucidation of the Sodium-Storage Mechanism in Hard Carbons, Adv. Energy Mater. 2018, 1703217”。

钠电池的碳负极材料与Li和K都不同,常用的石墨电极无法作为钠离子电池的电极材料。目前比较常用的是hard carbon,可以理解为是含有大量缺陷,同时碳原子成键部分由原本的sp2部分转变成sp3轨道杂化的一种armouphous carbon。

hard carbon和传统的石墨电极不一样,他能够很有效的作为钠离子电池的电极。然而,近来有大量的文章对hard carbon储存Na离子的机理进行了研究和讨论,却一直没有比较另人信服的解释。这篇文章利用小分子的吸附实验来验证了他们对于低电压区域容量的解释。小分子容易吸附在hard carbon 多孔结构的细小的孔径中,这样无形中也就填充了hard carbon本身存在的micro pore。用吸附过小分子的hard carbon作为电极,材料的低电压区域容量消失了,从而似乎验证了细小的孔状结构是hard carbon低压容量的真正原因。


该文章的实验设计非常巧妙,不过我个人还是有一些不解和疑问。

首先,如果确定小分子真正吸附在了细小孔径中?一般来说,缺陷会有dangling bond,也会很容易吸附小分子,为什么这些小分子不会吸附在defects或者imperfect/distorted bonds?

其次,小分子吸附实验是一种产见的测量多孔材料孔径的实验,这种实验到底有多大的准确度和可信度?如何区别表面,纳米孔径和缺陷的吸附作用?

最后就是文章里提到用S原子来“堵住”小孔径,可是最后测出的容量竟然增高了,是不是意味着用s改性的hard carbon是更好的电极?多出来的capacity是哪里来的?





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