| 分级结构氮掺杂碳纳米笼:高倍率长寿命可充电镁电池正极材料 |
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| 引用本文： | 汤功奥,毛鲲,张静,吕品,程雪怡,吴强,杨立军,王喜章,胡征.分级结构氮掺杂碳纳米笼:高倍率长寿命可充电镁电池正极材料[J].化学学报,2020,78(5):444-450. |
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| 作者姓名： | 汤功奥 毛鲲 张静 吕品 程雪怡 吴强 杨立军 王喜章 胡征 |
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| 作者单位： | 南京大学化学化工学院 介观化学教育部重点实验室 南京 210023 |
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| 摘 要： | 可充电镁电池成本低、安全性好，是非常有前景的下一代二次电池，其关键之一是开发高性能的正极材料.本工作首次利用分级结构氮掺杂碳纳米笼（hNCNC）作为可充电镁电池的正极材料，展现出高放电比容量（71 mAh·g-1@100 mA·g-1）、优异的倍率性能（60 mAh·g-1@2000 mA·g-1）和长循环稳定性（1000圈容量保留率83%@1000 mA·g-1）.hNCNC呈现电容行为主导的储镁机制，理论研究表明镁离子主要吸附在微孔边缘的碳原子、吡啶氮或吡咯氮等活性位点上.其优异储镁性能可归因于：（1） hNCNC的大比表面积（1590 m2·g-1）、丰富微孔缺陷和高吡啶/吡咯氮含量（4.49 at.%）有效提升了储镁容量；（2） hNCNC的高导电性、多级孔道结构及N掺杂导致的高浸润性有利于电荷传输，降低了电池的等效串联电阻，从而改善了倍率性能；（3） hNCNC的稳定碳骨架结构及其表面吸附储镁机制使其具有优异的长循环稳定性.
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| 关 键 词： | 可充电镁电池 正极材料 氮掺杂碳纳米笼 电容行为 高倍率长寿命性能 |
Hierarchical Nitrogen-doped Carbon Nanocages as High-rate Long-life Cathode Material for Rechargeable Magnesium Batteries |
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| Tang Gong-ao,Mao Kun,Zhang Jing,Lyu Pin,Cheng Xueyi,Wu Qiang,Yang Lijun,Wang Xizhang,Hu Zheng.Hierarchical Nitrogen-doped Carbon Nanocages as High-rate Long-life Cathode Material for Rechargeable Magnesium Batteries[J].Acta Chimica Sinica,2020,78(5):444-450. |
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| Authors: | Tang Gong-ao Mao Kun Zhang Jing Lyu Pin Cheng Xueyi Wu Qiang Yang Lijun Wang Xizhang Hu Zheng |
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| Institution: | Key Laboratory of Mesoscopic Chemistry of MOE, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, Nanjing 210023, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | rechargeable magnesium battery cathode material nitrogen-doped carbon nanocage capacitive-dominated mechanism high-rate long-life performance |
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