Highly stable and ultrafast electrode reaction of graphite for sodium ion batteries
Highly stable and ultrafast electrode reaction of graphite for sodium ion batteries
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钠离子电池用石墨的高稳定性和超快电极反应
DOI：
10.1016/j.jpowsour.2015.05.116
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发表时间：
2015-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jun Chen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhiqiang Zhu;Fangyi Cheng;Zhe Hu;Zhiqiang Niu;Jun Chen
钠离子电池储量丰富，成本低廉，是一种潜在的可持续发展的储能系统。到目前为止，一些储钠负极材料已经实现了较长的寿命，但倍率性能仍然不足。在这里，我们证明了在一些线性醚基电解液中，石墨不仅可以表现出前所未有的循环性能(∼6000循环)，而且还表现出超高的倍率能力(高达10A g−1)，其可逆容量为∼110mAhg−1。通过结合电化学测量和结构分析(例如在拉曼和X射线衍射情况下的测量)，我们揭示了石墨经历了由溶剂化钠离子插入诱导的阶段演化机制。此外，动力学研究表明，这一过程伴随着嵌入假电容行为，这应该是获得优异电极性能的原因。
Sodium ion battery is a potential sustainable energy storage system due to its abundance and low cost. To date, some Na-storage anode materials have achieved long life span, but the rate performance still remains insufficient. Herein, we show that in some linear ether-based electrolytes, graphite can not only render unprecedented cyclability (∼6000 cycles), but also exhibit ultrahigh rate capability (up to 10 A g−1), along with a reversible capacity of ∼110 mAh g−1. By combining electrochemical measurements and structural analysis (e.g.in situRaman andex situXRD measurements), we reveal that graphite undergoes a stage-evolution mechanism induced by the insertion of solvated sodium ions. Furthermore, kinetic studies have shown that this process accompanies with an intercalation pseudocapacitive behavior, which should be responsible for the obtained superior electrode properties.
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