中年|关于钾离子电池最新优秀工作总结( 二 )
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Ruizheng Zhao, Haoxiang Di, Xiaobin Hui, Danyang Zhao, Rutao Wang, Chengxiang Wang*, Longwei Yin* Self-Assembled Ti3C2MXene and N-Rich Porous Carbon hybrids as Superior Anodes for High-Performance Potassium-Ion Batteries,Energy Environ. Sci, 2020, 13(1): 246-257.
1.2 Advanced Energy Materials: 动力学增强的异原子双掺烯碳空心结构用于高倍率印刷化钾离子电池
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钾离子电池具有显著的优点（包括钾资源丰富、廉价易得、标准还原电势低等等） ， 被认为是最有前途的下一代储能系统之一 。 然而 ， 钾离子较大的半径导致的缓慢的反应动力学和脱嵌钾过程中较大的体积效应限制了钾离子电池的进一步发展 。 通过电极材料的设计 ， 尤其是负极材料的设计 ， 以获得更快的离子嵌入动力学、更稳定的结构和优化的电化学性能仍然存在挑战 。 碳材料廉价易得、高导电、结构多样并且环境友好 。 然而 ， 未修饰的碳材料不可避免的堆叠和狭窄的层间间距（石墨碳为3.35?）会降低离子扩散率并引起电极的较大的体积膨胀 ， 从而导致循环寿命缩短 ， 并降低了钾离子电池的能量密度 。 近年来 ， 将杂原子（N ， S ， P ， O等）掺杂到碳骨架中已被证明是改善钾离子存储性能的可行途径 。
基于以上讨论 ， 苏州大学能源学院、苏州大学——北京石墨烯研究院协同创新中心孙靖宇教授、伍伦贡大学窦世学院士等在Advanced Energy Materials上发表题为“Enhanced Kinetics Harvested in Heteroatom Dual-Doped Graphitic Hollow Architectures toward High Rate Printable Potassium-Ion Batteries”的研究论文 。 苏州大学/伍伦贡大学联合培养博士生卢晨、苏州大学博士后孙中体博士为本文共同第一作者 。
在这项工作中 ， 作者设计了一步法低温等离子体增强的化学气相沉积策略来精准合成氮/硫双掺空心烯碳结构用于钾离子电池负极材料 。 制备的烯碳具有均匀的氮/硫掺杂及亲钾表面 ， 高效的电子离子传输路径和优化的电极-电解液接触 ， 对钾离子电池的倍率性能和长循环能力具有重要作用 。 因此 ， 以氮/硫共掺烯碳材料在储钾方面发挥了优异的电化学性能（在20 A g?1的电流下容量发挥大约100 mAh g?1 ， 在5 A g?1循环5000圈后拥有90.2%的容量保持率） 。 通过理论计算指导佐证了氮硫双掺对其电化学发挥的协同促进作用 ， 能够有效增强材料对钾离子的吸附和扩散 ， 并增强材料整体导电性 。 恒电流间歇滴定技术也验证了增强的钾离子扩散能力 。 进一步地 ， 通过打印技术进行材料负载量的可控调节 ， 并实现了高负载电极的制备（1.84, 3.64和5.65 mg cm?2） ， 据我们所知 ， 这是打印碳基钾电负极的首次构筑 ， 对未来钾离子电池的大规模应用提供了新思路 。
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Enhanced Kinetics Harvested in Heteroatom Dual-Doped Graphitic Hollow Architectures toward High Rate Printable Potassium-Ion Batteries
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/aenm.202001161
1.3 ADV SCI钾离子电池：基于碳点@氧化石墨烯纸的柔性钾离子电池负极
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碳材料 ， 特别是石墨化碳质材料 ， 作为钾离子电池（PIBs）的负极 ， 是PIBs产业化的基石 。 然而 ， 石墨化碳材料PIBs负极通常循环寿命短 ， 稳定性差 。
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