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Approaching Superior Potassium Storage of carbonaceous anode Through a Combined Strategy of Carbon Hybridization and Sulfur Doping

引用

Energy & Environmental Materials 2022年第3期5卷 944-953页

作者： Qianqian Yao Yanmei Gan Zuju Ma Xiangying Qian Suzhi Cai Yi Zhao Lunhui Guan Wei Huang Fujian Cross Strait Institute of Flexible Electronics(Future Technologies) Fujian Normal UniversityFuzhou 350117China CAS Key Laboratory of Design and Assembly of Functional Nanostructures Fujian Key Laboratory of NanomaterialsFujian Institute of Research on the Structure of MatterChinese Academy of SciencesFuzhou 350108China School of Environmental and Materials Engineering Yantai UniversityYantai 264005China Shaanxi InstituteofFlexibleElectronics(SIFE) NorthwesternPolytechnical University(NPU)Xi’an 710072China Key Laboratory of Flexible Electronics(KLOFE)&Institute of Advanced Materials(IAM) Nanjing Tech University(NanjingTech)Nanjing 211800China

carbonaceous materials are promising anode candidates for potassium-ion batteries(PIBs)given its high conductivity,stable property,and abundant resource,while its practical implementation is still hampered by its limited capacity and inferior rate ***,we report a superior carbonaceous anode through a combined strategy of carbon hybridization and heteroatom *** this composite,hollow carbon spindles(HCS)were anchored on the surface of graphene(G)followed with sulfur doping treatment,aiming to integrate the high conductivity of graphene,the good structure stability of HCS,and the S doping-induced ample active *** a PIB anode,the S-G@HCS composite can display high capacity(301 mAh g^(-1)at 0.1 A g^(-1)after 500 cycles)and long-term cyclability up to 1800 cycles at 2 A g^(-1).Impressively,it can deliver an outstanding rate capacity of 215 mAh g^(-1)at 10 A g^(-1),which is superior to most carbon anodes as-reported so far for *** and theoretical analysis manifests that the construction of graphene/amorphous carbon interface as well as S doping enables the regulation of electronic structure and ion adsorption/transportation properties of carbonaceous material,thus accounting for the high capacity and superior rate capability of S-G@HCS composite.

关键词： carbonaceous anode graphene hollow carbon spindles potassium-ion batteries sulfur doping

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