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A High Capacity and Working Voltage Potassium-Based Dual Ion Batteries

Energy & Environmental Materials 2021年第3期4卷 413-420页

作者： Meng Zhang Jiang Zhong Weiqing Kong Lei Wang Tao Wang Huilong Fei Haiyan Luo Jian Zhu Jiawen Hu Bingan Lu School of Chemistry and Chemical Engineering State Key Laboratory for Chemo/Biosensing and Chemometricsand College of ChemistryHunan UniversityChangsha 410082China School of Physics and Electronics Hunan UniversityChangsha 410082China

Potassium-based dual ion batteries(KDIBs)have attracted significant attention owing to high working voltage,high safety,low processing cost,and environmental ***,one great challenge for practical KDIBs is to develop suitable anode materials with high specific ***,we report an architecture of hierarchically porous antimony nanoparticles/carbon nanofibers(HPSb CNFs)as flexible,free-standing anode for high-performance *** HPSb CNFs with hierarchically porous structure,and high-content nitrogen doping,not only offer sufficient free space to tolerate the repetitive volume expansion of Sb nanoparticles during long-term cycling,but also greatly facilitate the transport of electrons and ions within electrode,ensuring high material utilization ***,the KDIBs,constituted by HPSb CNFs-700(calcined at 700°C)anode and graphite cathode,exhibited a high reversible capacity of 440 m Ah g^(-1)with high discharge medium voltage of 4.5 V at a specific current of 200 m A g^(-1)(the highest capacity for all KDIBs normalized by the mass of the anode),and excellent cyclic *** electrochemical reversibility of the KDIBs was further demonstrated by ex situ XRD,ex situ Raman spectrum,and *** results suggest the as-designed HPSb CNFs-700 with highcapacity and long-term cycling stability is a promising anode material for high-performance KDIBs.

关键词： antimony nanoparticles hierarchically porous structure high working voltage potassium dual ion batteries ultra-high capacity

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