N掺杂型中空多孔碳碗:提升中空多孔碳材料储能性能的新途径

来源 :中国化学会第30届学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hzq5157585
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  中空多孔碳材料因其在储能领域的良好应用前景受到了研究者们的广泛关注[1].然而,中空多孔结构的内部空腔会极大地降低材料整体堆积密度,不利于此类材料的实际应用[2].基于此,本文发展了一种“二氧化硅辅助的聚苯并噁嗪包裹策略”制备结构参数可控的中空多孔碳材料,并合成出具有高比表面积(2161 m2g-1)、高N含量(5.1 at%)和均一碗状结构的N-掺杂型中空多孔碳碗.载硫后的中空多孔碳碗作为锂硫电池正极材料,可以通过碳材料的物理吸附作用和N原子的化学吸附作用抑制充放电过程中的“飞梭效应”从而获得良好容量性能(0.2C放电比容量1192 mAh g-1)、高倍率性能(4C放电比容量535 mAh g-1)和长循环稳定性(1C充放电400个循环的单圈平均衰减率仅为0.053%).本文同时证明了碗状结构能够显著提升中空多孔结构的堆积密度和能量密度.此外,本文所发展的合成方法可以成为设计和合成N掺杂型碳材料的普适性方法,并有望应用于超级电容器、催化和生物医学等其它研究领域.
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