华南理工 袁文辉/钱勇 AFM: HOF超分子衍生的三维氮氧共掺杂纳米碳阳极实现了具有快速动力学的超高容量和稳定双离子电池

低容量、循环寿命差和快速自放电阻碍了碳质双离子电池（DIB）的发展。传统的元素掺杂非晶碳制备工艺繁琐、复杂，且难以控制掺杂元素、含量和尺寸。本文通过氢键有机框架前驱体的自组装和一步热解，巧妙地制备了一种具有独特三维涡旋层状非晶结构和高掺杂含量的氮氧共掺非晶碳纳米材料（NDC），并将其用于DIB的阳极。通过与商用尼龙隔膜、自支撑独立石墨阴极和高浓度电解质配对，基于NDC的DIB在1 C下显示出高达519 mAh g-1的超高比放电容量、0.85% h-1 的低自放电率、1500 次循环后98.8%的容量保持率和快速动力学动态。这项研究提供了一种新方法，使碳质纳米材料成为高能量、长循环的DIB。

图文简介

不同类型氮氧共掺杂NDC的制备过程示意图及其在DIB中作为阳极的应用

NDCs的理化性质表征

NDCs的电化学性能及动力学分析

基于石墨纸正极、NDC-1/NDC-2/ NDC-3负极、4 m LiTFSI-EMC-Pyr14TFSI-5% FEC电解液和尼龙N66隔膜的N//G-1、N//G-2和N//G-3全电池的电化学性能。

充放电过程中电极结构和阻抗的变化

论文信息

通讯作者：Yong Qian, Wenhui Yuan