网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Sb2S3/Sb2O3/Inner皱纹空心碳,用于稳定的钾离子储存

0
分享至

1成果简介

锑基材料因其理论比容量高,在锂离子电池和钠离子电池领域受到广泛关注,已成为新一代高能量密度电极材料。作为负极材料,锑基材料可通过转化反应和合金化反应高效储存钾离子。然而,锑基负极在高效钾离子储存方面面临诸多挑战,如结构稳定性不足、电导率差、电化学反应动力学缓慢等问题。本文,东北大学秦皇岛分校王志远 副教授、刘延国 教授、Hongyu Sun等研究人员在《Energy Fuels》期刊发表名为“Sb₂O₃/Sb₂S₃@Inner Wrinkled Hollow Carbon for Stable Potassium-Ion Storage”的论文,研究采用一步水热法,在内皱空心碳(IWHC)表面组装出Sb₂O₃与Sb₂S₃纳米颗粒(Sb₂O₃/Sb₂S₃@IWHC)。

所得复合负极融合了各组分不同尺寸与相态的优势:IWHC在缓解应力变化、减少副反应、增强电导率及结构稳定性方面至关重要。Sb₂O₃/Sb₂S₃颗粒在IWHC表面的优良分散性,以及转化反应与合金化反应的协同作用,显著提升了储能容量。所得Sb₂O₃/Sb₂S₃@IWHC电极展现出卓越的电化学性能:在0.2Ag⁻¹条件下实现214.2 mAh g⁻¹的高比容量,200次循环后容量保持率达89.6%,5Ag⁻¹条件下比容量达115.6 mAh g⁻¹。本研究表明,含锑化合物与IWHC的复合材料有望成为高性能钾储能的理想负极材料。

2图文导读

图1. Morphology and microstructure characterizations of the Sb2O3/Sb2S3@IWHC sample. (a) SEM, (b) TEM, and (c) HRTEM (inset: SAED pattern) images. (d–h) EDX mapping of Sb, O, S, and C elements.

图2. (a) XRD patterns and (b) Raman spectra of IWHC, Sb2S3, Sb2O3, and Sb2O3/Sb2S3@IWHC samples.

图3. High-resolution XPS spectra of the Sb2O3/Sb2S3@IWHC sample. (a) C 1s, (b) O 1s, (c) Sb 3d, and (d) S 2p.

图4. Electrochemical measurements of different electrodes. (a) The first three CV curves of the Sb2O3/Sb2S3@IWHC electrode at a scan rate of 0.1 mV s–1. GCD curves of (b) Sb2S3, (c) Sb2O3, (d) Sb2O3/Sb2S3@IWHC electrodes at 0.2 A g–1.

图5. Potassium storage performance of different electrodes. (a) Rate performance and (b) cycling performance at 0.2 A g–1 for Sb2O3/Sb2S3@IWHC, Sb2S3, and Sb2O3 electrodes. (c) Cycling performance of the Sb2O3/Sb2S3@IWHC electrode at 5 A g–1.

图6. Pseudocapacitance analysis of the Sb2O3/Sb2S3@IMHC electrode. (a) CV curves at different scan rates. (b)bvalue fitting results. (c) The contribution rate of pseudocapacitance at different scan rates. (d) Pseudocapacitance contribution at a scan rate of 1.5 mV s–1.

图7. Nyquist plots for the Sb2S3 electrode, Sb2O3 electrode, and Sb2O3/Sb2S3@IWHC electrode in a frequency range from 100 kHz to 0.01 Hz. The inset is the equivalent circuit diagram.

3小结

采用IWHC作为基底,通过一步水热法合成了Sb₂O₃/Sb₂S₃@IWHC复合阳极。通过多种表征技术研究了Sb₂O₃/Sb₂S₃@IWHC电极的微观结构与化学组成。当作为钾离子电池负极时,该电极展现出优异的钾离子存储性能:在0.2A g–1电流密度下连续工作200次后,容量保持率达89.6%。在2A g–1电流密度下可逆容量达147.6mAh g–1。即使在5A g–1高电流密度条件下,经2000次循环后仍保持115.6mAh g–1的可逆容量,容量保持率高达75.6%。电化学性能的提升归功于IWHC独特的内皱褶空心结构及具有优良分散性的Sb₂O₃/Sb₂S₃复合体系,该体系提供了大量活性位点,缩短了离子传输路径,并抑制了界面副反应的发生。该方法在开发新一代PIBs复合电极方面具有巨大潜力,其独特设计理念亦可应用于其他储能材料的合成。综上所述,Sb₂S₃/Sb₂O₃@IWHC复合材料在半电池中展现出优异的合金化-去合金化可逆性。但要实现实际应用,需在贫电解质条件下与兼容阴极(如LiFePO₄、LiCoO₂)进行全电池评估。此类研究将解决实际电池系统中的关键挑战,包括界面稳定性与能量效率问题。

文献:
https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5c03477

来源:材料分析与应用

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
韶关即将再添一座新机场,低空经济准备起飞!

韶关即将再添一座新机场,低空经济准备起飞!

南方都市报
2026-10-16 17:58:16
14亿老百姓的疑问:大数据全覆盖的时代,为什么医院的检查结果,永远不能通用?

14亿老百姓的疑问:大数据全覆盖的时代,为什么医院的检查结果,永远不能通用?

青苹果sht
2026-10-10 06:01:13
台湾邦交国只剩12个!中方先拿最大一个开刀,下一个会是谁?

台湾邦交国只剩12个!中方先拿最大一个开刀,下一个会是谁?

混沌录
2026-10-16 09:46:08
“红果短剧降智”冲上热搜,医生说了句大实话

“红果短剧降智”冲上热搜,医生说了句大实话

ZAKER新闻
2026-10-14 18:57:00
特斯拉研发空中飞车,有什么用?

特斯拉研发空中飞车,有什么用?

牛角说
2026-10-16 19:22:23
梁洛施,高调秀恩爱!在自己的社交账号发了和男友马浴柯的合照

梁洛施,高调秀恩爱!在自己的社交账号发了和男友马浴柯的合照

东方不败然多多
2026-10-17 03:46:23
跟着苏俄混三天饿九顿,跟着美国走发达又富有?

跟着苏俄混三天饿九顿,跟着美国走发达又富有?

涛哥锐评
2026-10-15 16:08:07
为啥没去国家队?张镇麟16+6正负值全场最高隔扣深圳大外点燃现场

为啥没去国家队?张镇麟16+6正负值全场最高隔扣深圳大外点燃现场

狼叔评论
2026-10-16 22:00:23
产能过剩警报拉响!存储巨头股价大跌:SK海力士5天跌26%、三星跌22%

产能过剩警报拉响!存储巨头股价大跌:SK海力士5天跌26%、三星跌22%

快科技
2026-10-16 18:57:06
油价将于10月29日24时调整,或有大幅变动

油价将于10月29日24时调整,或有大幅变动

吉刻新闻
2026-10-16 15:18:45
尴尬!天津35岁女生相亲陷入两难:隐瞒房产只收到离异大龄追求者,亮出家底引来年轻弟弟

尴尬!天津35岁女生相亲陷入两难:隐瞒房产只收到离异大龄追求者,亮出家底引来年轻弟弟

火山詩话
2026-10-16 07:15:46
成都一场婚礼的寒酸程度把全国人民都看愣了

成都一场婚礼的寒酸程度把全国人民都看愣了

七月生活情感驿站
2026-10-11 21:16:41
三岁看大,七岁看老!哈佛研究:长大后出众的孩子,童年大多有6个特质

三岁看大,七岁看老!哈佛研究:长大后出众的孩子,童年大多有6个特质

小书虫妈妈
2026-10-16 16:31:02
2-1大冷门,世界第170掀翻世界第6,斯维托丽娜无缘武汉公开赛4强

2-1大冷门,世界第170掀翻世界第6,斯维托丽娜无缘武汉公开赛4强

侧身凌空斩
2026-10-16 15:31:41
公路车骑行服,熟女骑行穿搭,利落面料勾勒饱满曲线

公路车骑行服,熟女骑行穿搭,利落面料勾勒饱满曲线

只要高兴就好
2026-09-24 11:58:50
台步差、表情尬?何穗被曝面试维密惨遭拒,称没热度产后身材拉垮

台步差、表情尬?何穗被曝面试维密惨遭拒,称没热度产后身材拉垮

誮惜颜a
2026-10-16 20:04:14
再见了康辉,再见了撒贝宁,再见了董卿,央视主持开启全新篇章

再见了康辉,再见了撒贝宁,再见了董卿,央视主持开启全新篇章

老娱记啊
2026-10-16 15:23:05
中美差距又拉开了!055和美军舰海上过招,才发现美海军早就虚了

中美差距又拉开了!055和美军舰海上过招,才发现美海军早就虚了

观锐器
2026-10-16 15:50:02
想听听大家的人生都烂到什么程度了?网友:985,姐姐卖房帮还债

想听听大家的人生都烂到什么程度了?网友:985,姐姐卖房帮还债

另子维爱读史
2026-10-16 20:13:09
我们一直以为她是统派,但她实际是独台身份!

我们一直以为她是统派,但她实际是独台身份!

文史季季红
2026-10-16 06:45:04
2026-10-17 06:51:00
石墨烯联盟
石墨烯联盟
汇聚行业资讯,介绍研究进展。
6370文章数 3988关注度
往期回顾 全部

科技要闻

杨天若院士:AI是中国弯道超车的机会

头条要闻

李斌、何小鹏等多人发声 "特斯拉会飞"有三大疑问待解

头条要闻

李斌、何小鹏等多人发声 "特斯拉会飞"有三大疑问待解

体育要闻

工资一分不要,曼联名将想把母队带回西甲

娱乐要闻

郭富城现身香港大学,袁咏仪夫妇全程冷漠不搭话

财经要闻

港交所拟2028年下半年实施T+1结算

汽车要闻

特斯拉会飞?全新Roadster亮相

态度原创

房产
教育
艺术
数码
军事航空

房产要闻

利好密集落地+现房好房断档,广州楼市买入窗口,正在倒计时!

教育要闻

钱学森之子钱永刚教授谈:“知识越多越好?”

艺术要闻

芭蕉入画,寓意"家大业大"

数码要闻

本地跑千亿参数大模型,NVIDIA RTX Spark全球开售,人气火爆

军事要闻

知情人士:乌克兰"爱国者"拦截弹库存耗尽

无障碍浏览 进入关怀版