Utilizing the full capacity of carbon black as anode for Na-ion batteries via solvent co-intercalation
Notice bibliographique
Résumé
Carbonaceous materials have long been considered promising anode materials for Na-ion batteries. However, the electrochemical performance of conventional carbon anodes is generally poor because the sodium ion storage solely relies on the disordered region of the carbon materials in a carbonate-based electrolyte. The solvent co-intercalation mechanism for Na ions has been recently reported in natural graphite anodes for Na-ion batteries with ether-based electrolytes, but their capacities are still unsatisfactory. We show here for the first time that by combining regular Na ion storage in the disordered carbon layer and solvent co-intercalation mechanism in the graphitized layer of a commercial N330 carbon black as an anode material for Na-ion batteries in ether-based electrolyte, the reversible capacity could be fully realized and doubled in magnitude. This unique sodium intercalation process resulted in a significantly improved electrochemical performance for the N330 electrode with an initial reversible capacity of 234 mAh·g –1 at 50 mA·g –1 and a superior rate capability of 105 mAh·g –1 at 3,200 mA·g –1 . When cycled at 3,200 mA·g –1 over 2,000 cycles, the electrode still exhibited a highly reversible capacity of 72 mAh·g –1 with a negligible capacity loss per cycle (0.0167%). Additionally, surface-sensitive C K-edge X-ray absorption spectroscopy, with the assistance of electrochemical and physicochemical characterizations, helped in identifying the controlled formation and evolution of a thin and robust solid electrolyte interphase film. This film not only reduced the resistance for sodium ion diffusion, but also maintained the structural stability of the electrode for extended cycle reversibility. The superior electrochemical performance of N330 carbon black strongly demonstrated the potential of applying ether-based electrolytes for a wide range of carbon anodes apart from natural graphite.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».