Nitrogen-doped 3D flower-like carbon materials derived from polyimide as high-performance anode materials for lithium-ion batteries
Nitrogen-doped 3D flower-like carbon materials derived from polyimide as high-performance anode materials for lithium-ion batteries
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源自聚酰亚胺的氮掺杂3D花状碳材料作为高性能锂离子电池负极材料
DOI：
10.1016/j.apsusc.2017.07.118
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发表时间：
2017-12
影响因子：
6.7
通讯作者：
Heng-guo Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Qiong Wu;Jiaqi Liu;Chenpei Yuan;Qiang Li;Heng-guo Wang
氮掺杂3D花状碳材料（NFC）是使用简单有效的策略制造的，即聚酰亚胺（PI）的分层组装和随后的热处理。系统研究了热解温度对PI结构演化过程的影响。当作为锂离子电池（LIB）负极材料进行评估时，所获得的NFC，特别是NFCs-550，表现出良好的电化学性能，包括高可逆容量（1488.1 mAh g−1at 0.05 A g−1）、优异的倍率性能（287.6 mAh g−1at 2 A g−1）和良好的循环稳定性（645 mAh g−1at 2 A g−1）。 0.1 A g−1) 下 300 个循环后保留率为 96%。良好的电化学性能归因于3D花状纳米结构和高氮含量之间的协同效应。这种方法可能为使用锂离子电池聚合物构建一系列杂原子掺杂和分层结构的碳材料提供一些启发。
Nitrogen-doped 3D flower-like carbon materials (NFCs) have been fabricated using a simple and effective strategy, namely, the hierarchical assembly of polyimide (PI) and subsequent thermal treatment. The effect of pyrolysis temperature on the structural evolution process of PI is also investigated systematically. When evaluated as anode materials for lithium ion batteries (LIBs), the as-obtained NFCs, especially NFCs-550, exhibit good electrochemical performance, including a high reversible capacity (1488.1 mAh g−1at 0.05 A g−1), excellent rate performance (287.6 mAh g−1at 2 A g−1), and good cycling stability (645 mAh g−1with 96% retention after 300 cycles at 0.1 A g−1). The good electrochemical performance is attributed to the synergistic effect between 3D flower-like nanostructure and high nitrogen content. This approach may provide some inspiration to construct a series of heteroatom doped and hierarchical structured carbon materials using polymers for LIBs.
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