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Sieving carbons promise practical anodes with extensible low-potential plateaus for sodium batteries

National Science Review 2022年第8期9卷 118-126页

作者： Qi Li Xiangsi Liu Ying Tao Jianxing Huang Jun Zhang Chunpeng Yang Yibo Zhang Siwei Zhang Yiran Jia Qiaowei Lin Yuxuan Xiang Jun Cheng Wei Lv Feiyu Kang Yong Yang Quan-Hong Yang Nanoyang Group State Key Laboratory of Chemical EngineeringSchool of Chemical Engineering and TechnologyTianjin University Nanoyang Group Joint School of National University of Singapore and Tianjin UniversityInternational Campus of Tianjin University Haihe Laboratory of Sustainable Chemical Transformations State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials and Department of ChemistryCollege of Chemistry and Chemical EngineeringXiamen University Shenzhen Key Laboratory for Graphene-Based Materials Engineering Laboratory for Functionalized Carbon MaterialsTsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua University

Non-graphitic carbons are promising anode candidates for sodium-ion batteries, while their variable and complicated microstructure severely limits the rational design of high-energy carbon anodes that could accelerate the commercialization of sodium-ion batteries, as is the case for graphite in lithium-ion ***, we propose sieving carbons, featuring highly tunable nanopores with tightened pore entrances, as high-energy anodes with extensible and reversible low-potential plateaus(plateau. Theoretical and spectroscopic studies also show that creating a larger area of sodiophilic pore surface leads to an almost linearly increased number of sodium clusters, and controlling the pore body diameter guarantees the reversibility of sodium cluster formation,producing a sieving carbon anode with a record-high plateau capacity of 400 mAh g–1. More excitingly, this approach to preparing sieving carbons has the potential to be scalable for modifying different commercial porous carbons.

关键词： sodium-ion batteries sieving carbons low-potential plateau pore entrance diameter pore surface area

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