基于还原电位低与经济性,钾离子电池(PIBs)有希望成为大规模可再生能源存储应用的新选择。开发低成本快充的PIBs的关键问题之一是开发高性能的负极材料。近年兴起的负极材料普遍遭受不同程度窘境,包括反应动力学缓慢、体积膨胀大、电极润湿性不足、容量低等。因此,如何有效提高钾离子电池负极材料的电化学性能是一个热门研究方向。
图1总结氮掺杂材料中不同掺杂氮的类型与功能
德国伊尔梅瑙工业大学雷勇教授与郑州大学邵国胜教授综述了近年来已报道氮掺杂提升负极材料电化学性能(稳定性,倍率性能)的研究进展。
该文对氮掺杂碳材料中三种不同类型的掺杂氮(吡啶氮,吡咯氮,石墨氮)进行总结,包括它们的主要特征和功能。综述主体借助相关研究进展评述了不同策略实现掺杂氮对碳负极材料与非碳负极材料相应的性能提升及应用结果。最后,作者们讨论了现阶段有关氮掺杂材料性能研究中存在的挑战(最优掺杂量与含量占比,深层次机理,规模化生产等),提出了未来基于氮掺杂碳材料的高性能 PIBs 负极材料开发的可能解决方案。
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