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KvPO_(4)f/carbon nanocomposite with highly accessible active sites and robust chemical bonds for advanced potassium-ion batteries

引用

Green Energy & Environment 2023年第5期8卷 1469-1478页

作者： Jianzhi Xu Liping Duan Jiaying Liao Haowei Tang Jun Lin Xiaosi Zhou School of chemistry and Materials Science Nanjing Normal UniversityNanjing210023China

KvPO_(4)f(KvPf)has been extensively investigated as the potential cathode material for potassium-ion batteries(PIBs)owing to its high theoretical capacity,superior operating voltage,and three-dimensional Kt conduction ***,the electrochemical behavior of KvPf is limited by the inherent poor electronic conductivity of the phosphate framework and unstable electrode/electrolyte *** address the above issues,this work proposes an infiltration-calcination method to confine the in-situ grown KvPf into the mesoporous carbon cMK-3(denoted KvPf@cMK-3).The assembled KvPf@cMK-3 nanocomposite features three-dimensional interconnected carbon channels,which not only offer abundant active sites and significantly accelerate K t/electron transport,but also prevent the growth of KvPf nanoparticle agglomerates,hence stabilizing the structure of the ***,v–f–c bonds are created at the interface of KvPf and cMK-3,which reduce the loss of f and stabilize the electrode ***,when tested as a cathode material for PIBs,the KvPf@cMK-3 nanocomposite delivers superior reversible capacitiy(103.2 mAh g^(-1) at 0.2 c),outstanding rate performance(90.1 mAh g^(-1) at 20 c),and steady cycling performance(92.2 mAh g^(-1) at 10 c and with the retention of 88.2%after 500 cycles).Moreover,its potassium storage mechanism is further examined by ex-situ XRD and ex-situ XPS *** above synthetic strategy demonstrates the potential of KvPf@cMK-3 to be applied as the cathode for PIBs.

关键词： Potassium-ion batteries cathode KvPO_(4)f cMK-3 v–f–c bond

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