多元素掺杂木质素基多孔硬碳材料的制备及应用
孛金钰1
李荐2
张芸芸1
王利华3
1.中南大学材料科学与工程学院,湖南 长沙 4100832.中南大学材料科学与工程学院,湖南 长沙 410083;湖南省正源储能材料与器件研究所,湖南 长沙 4100833.湖南理工学院机械工程学院,湖南 岳阳 414006
摘要：在钾离子电池负极材料中,生物质碳材料因其来源丰富、无毒可降解的优势有着良好的发展前景.然而,复杂的制备流程、相对较低的容量以及较差的循环性能限制了它的应用.以造纸工业废品木质素为前驱体,通过直接碳化法成功制备出多元素掺杂木质素基多孔硬碳(HC).作为钾离子电池负极,HC具有较高的可逆容量(0.1C时容量为 312.5 mAh/g)、良好的倍率性能(2C 时容量为 107.6 mAh/g)以及循环稳定性(0.5C下经过 200 次循环后,容量保持在 125 mAh/g).优异的电化学性能归因于分级多孔结构以及N、O、S等多种元素掺杂产生的丰富缺陷和反应活性位点.更重要的是,相对简单的制备流程可以有效缓解工业木质素带来的环境污染和资源浪费问题,因此 HC具有巨大的商业化应用潜力.
关键词：木质素多元素掺杂分级多孔结构硬碳钾离子电池
分类号：TM911(独立电源技术（直接发电）)
资助基金：湖南省自然科学基金面上项目(2021JJ30794)青年项目(2021JJ40762)
论文发表日期：2023-06-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 111-121 )
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