大量研究表明,由于层间距的增大,增加了层间距,从而提高了碳负极的倍率能力。然而,当扫描速率大于1 mV s−1时,扩散控制容量的百分比小于30%,这表明对炭素负极倍率能力提高原理的认识是不准确的。富硫氮掺杂三维多孔碳骨架(SRNDC)可逆钠化/去离子化的示意图近日,中南大学梁叔全(通讯作者),潘安强(通讯作者)和宁波材料所何海勇(通讯作者)等人在材料研究顶级期刊Adv. Mater.上发表了题为”Increasing Accessible Subsurface to Improving Rate Capability and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries”的研究性论文。SRNDC-700形貌和结构示意图作者研究发现,杂原子掺杂对体相碳层间距影响不大,即扩散控制能力很难通过掺杂来提高。然而,在拉应力协同作用下,次表层的层间距明显扩大到0.40 nm,这将增加高电流密度下可接近的次表层的厚度。此外,碳结构的高度可逆性确保了超长循环的稳定性,因此,即使在10 A g−1下进行6000次循环,SRNDC700的衰减率也只有0.0025%。本文对掺杂改善炭质负极电化学性能的机理有了新的认识,为碳掺杂提供了一种新的设计思路。SRNDC-700的XPS,拉曼和孔隙率测试Increasing Accessible Subsurface to Improving Rate Capability and Cycling Stability of Sodium-Ion Batteries(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202100808)