Porous graphene nanocages with wrinkled surfaces enhancing electrocatalytic activity of lithium/sulfuryl chloride batteries.
Porous graphene nanocages with wrinkled surfaces enhancing electrocatalytic activity of lithium/sulfuryl chloride batteries.
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具有皱纹表面的多孔石墨烯纳米笼增强锂/硫酰氯电池的电催化活性
DOI：
10.1039/d0ra10756e
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发表时间：
2021-03-01
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Sun Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li X;Kheimeh Sari HM;Niu L;He G;Zhou Y;Li X;Sun Z
锂/硫酰氯电池因其高能量/功率密度和安全性而被用作主要电源。然而，关于电极材料的缓慢动力学的缺点限制了其进一步的能源相关应用。在此，我们报告了一种有效的方法来制备具有高表面粗糙度的氮掺杂石墨烯纳米笼来克服这一问题。多孔褶皱表面与中空结构相结合，可以适当地容纳体积变化，促进电荷转移，增强结构稳定性。所设计的复合电极可提供高达3.58 V的初始电压，840 s的超前放电时间，以及出色的相对容量（63.20 mA h）和倍率容量（29.36%）。这种独特的结构工程策略也为其他碳材料的合成及其在各种电化学储能装置中的应用提供了一种潜在的经济有效的方法。氮掺杂石墨烯纳米笼具有高表面粗糙度，克服了锂/硫酰氯电池的缺陷，这归功于多孔石墨烯层的优越界面性能和n掺杂效应。
The lithium/sulfuryl chloride battery has been used as a primary power source because of its high energy/power density and level of safety. However, disadvantages regarding the sluggish kinetics of the electrode materials have limited its further energy related applications. Herein, we report an efficient approach to prepare nitrogen-doped graphene nanocages with high surface roughness to overcome this issue. The combination of a porous wrinkled surface and hollow structure can properly accommodate the volume-change, promote charge transfer, and enhance structural stability. The designed composite electrode can deliver an initial voltage as high as 3.58 V, an advanced discharge time of 840 s, and an outstanding relative capacity (63.20 mA h) and rate capability (29.36%). This unique structure engineering strategy also provides a potentially cost-effective way for synthesizing other carbon materials and their application in various electrochemical energy storage devices. Nitrogen-doped graphene nanocages with high surface roughness highly overcome the defect of lithium/sulfuryl chloride batteries, which is attributed to the superior interface properties from the porous graphene layer and N-doping effect.
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