【研究背景】
碳基负极材料在低电位下的容量对实现钾离子电池（PIBs）高能量密度具有重要意义。硬碳材料中丰富的缺陷和边缘位点引入的表面驱动为主的电容容量通常导致工作电位较高，不利于全电池能量密度的提高。传统的石墨材料可以通过K+的插层在低电位提供容量。然而，由于石墨的层间距较小（0.34 nm），K+在层间反复插层/脱出导致电池倍率和循环稳定性较差，极大地限制了PIBs的实际应用。因为，设计制备合理的结构，促进K+传输速率的同时保持住电极材料的结构稳定性迫在眉睫。
【文章简介】
近日课题组在Advanced Energy Materials 期刊（SCI一区，IF=27.8）发表题为“Graphene Oxide Block Derived Edge-nitrogen Doped Quasi-graphite for High K+ Intercalation Capacity and Excellent Rate Performance”的研究文章。
该工作报道了在氧化石墨基础上，通过低聚物的原位聚合及一步碳化法，制备了一种类石墨结构（NQG）。得益于低聚物对氧化石墨片层的拉扯作用及热解过程的分解，形成的NQG具有合适的石墨纳米畴，丰富的边缘氮掺杂（97%）以及微孔结构。因此，NQG在0.5 V以下表现出高的储钾容量（0.05 A g-1时质量比容量为303 mAh g-1）。当在电流密度提高至5 A g-1时，仍展现出113 mAh g-1的高容量。另外，在1 A g-1下循环2000圈后，仍能够保持176 mAh g-1的容量。
博士研究生迟春蕾为本文第一作者，通讯作者为刘征博士、范壮军教授。
图1 NQG制备示意图
论文链接
https://doi.org/10.1002/aenm.202302055