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湖大/烏爾姆亥姆霍茲研究所NML：含氧官能團調(diào)節(jié)碳/電解液界面特性以增強K+存儲

研究發(fā)現(xiàn)，含氧官能團可有效提高碳質(zhì)材料的K⁺存儲性能，但是，性能增強背后的機制尚不清楚。

在此，湖南大學(xué)劉繼磊教授、胡愛平教授、彭玉凡以及德國烏爾姆亥姆霍茲研究所Zhen Chen等人報道了與原始石墨相比，使用氧摻雜氧化石墨 (GO) 作為鉀離子電池 (PIB) 的負極材料具有更高的倍率性能和更好的長期循環(huán)性能。

原位拉曼光譜闡明了吸附-插層混合K⁺存儲機制，認為容量增強主要與新引入的氧位點處的可逆K⁺吸附/解吸附相關(guān)。

圖1. 石墨和GO樣品的電化學(xué)性能

結(jié)果表明，C=O 和COOH而非C-O-C和OH基團有助于提高容量。基于原位傅里葉變換紅外（FT-IR）光譜和原位電化學(xué)阻抗譜（EIS），作者發(fā)現(xiàn)含氧官能團可以調(diào)節(jié)固體電解質(zhì)界面（SEI）的成分，導(dǎo)致形成高度導(dǎo)電、完整和穩(wěn)固的SEI。

這項研究揭示了基于GO的PIB的K⁺存儲機制，并在氧官能團的類型/含量與SEI的調(diào)節(jié)組成之間建立了明確的關(guān)系。

圖2. 原位FT-IR表征

Oxygen-Containing Functional Groups Regulating the Carbon/Electrolyte Interfacial Properties Toward Enhanced K⁺Storage, Nano-Micro Letters 2021. DOI: 10.1007/s40820-021-00722-3

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