湖大/乌尔姆亥姆霍兹研究所NML：含氧官能团调节碳/电解液界面特性以增强K+存储

2023年10月23日下午4:37 • 头条, 干货, 顶刊 • 阅读 2

研究发现，含氧官能团可有效提高碳质材料的K⁺存储性能，但是，性能增强背后的机制尚不清楚。

在此，湖南大学刘继磊教授、胡爱平教授、彭玉凡以及德国乌尔姆亥姆霍兹研究所Zhen Chen等人报道了与原始石墨相比，使用氧掺杂氧化石墨 (GO) 作为钾离子电池 (PIB) 的负极材料具有更高的倍率性能和更好的长期循环性能。

原位拉曼光谱阐明了吸附-插层混合K⁺存储机制，认为容量增强主要与新引入的氧位点处的可逆K⁺吸附/解吸附相关。

图1. 石墨和GO样品的电化学性能

结果表明，C=O 和COOH而非C-O-C和OH基团有助于提高容量。基于原位傅里叶变换红外（FT-IR）光谱和原位电化学阻抗谱（EIS），作者发现含氧官能团可以调节固体电解质界面（SEI）的成分，导致形成高度导电、完整和稳固的SEI。

这项研究揭示了基于GO的PIB的K⁺存储机制，并在氧官能团的类型/含量与SEI的调节组成之间建立了明确的关系。

图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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