近日，课题组博士研究生迟春蕾为第一作者，刘征老师和范壮军老师为通讯作者在Energy Storage Materials期刊（IF=20.831）发表了题为“Balance of sulfur doping content and conductivity of hard carbon anode for high-performance K-ion storage”的研究论文，在储能领域具有重要影响力。
【文章简介】
高容量硫掺杂硬碳（SC）被认为是一种很有前途的钾离子电池阳极材料。但由于热解过程不可控，SC的硫掺杂含量与导电碳网络之间存在内在矛盾关系，导致其倍率性能和循环稳定性较差。为了解决这一问题，我们选择了高共轭的聚噻吩（Pth）作为前驱体，在高硫掺杂下易于形成sp2碳骨架。随着热解温度的升高，系统地验证了Pth的连续脱硫、脱氢和环化等结构演化过程。基于对裂解程度的平衡控制，700 °C下碳化衍生的硫掺杂硬碳（SC-700）具有高硫含量（7.59 at.%）和高导电性（56.5 S m-1），作为钾电负极具有高可逆容量（442 mAh g-1，0.05 A g-1），优异的倍率能力（162 mAh g-1,10 A g-1）和优异的循环稳定性（在1 A g-1电流密度下循环1000次后，容量保持率为87%）。
原位拉曼和非原位X射线光电子能谱表明，硫掺杂与电导率之间的平衡不仅提高了法拉第电容，而且促进了K+插层动力学。该策略可为杂原子掺杂碳在能量存储和转换中的设计提供新的启示。
【文章连接】
Chunlei Chi , Zheng Liu, Xiaolong Lu, Yu Meng, Chao Huangfu, Yingchun Yan, Zhipeng Qiu, Bin Qi, Guanwen Wang, Huan Pang, Tong Wei, Zhuangjun Fan, Balance of sulfur doping content and conductivity of hard carbon anode for high-performance K-ion storage. Energy Storage Materials, DOI: 10.1016/j.ensm.2022.11.008
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.11.008