快速大容量钠离子储存的富缺陷软碳多孔纳米片壹

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这篇由武汉理工大学材料合成先进技术重点实验室的研究学者完成，讨论快速大容量钠离子储存的富缺陷软碳多孔纳米片的微波合成的论文，发表在《Adv.EnergyMater》上，2018年的影响因子为：21.875。

近年来，微波化学仪器用于材料合成的研究工作已经成为科学研究的热门方向，受到广大学者的极大关注！

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摘要

软碳作为摇摆电池的阳极，具有成本低、层间距可调、导电性好等特点，已引起人们的广泛关注。然而，由于钠插层化合物的形成困难，它在钠离子储存方面没有表现出良好的性能。

该论文以3，4，9，10-亚甲基四羧酸二酐裂解制得的一种传统的软碳化合物为原料，采用微波诱导剥落法制备了微孔软碳纳米片。边缘的微孔和缺陷协同作用导致了钠离子储存动力学的增强和钠离子储存中心的增加，使钠离子储存容量从134 mAh/g提高到232mAh/g，在1000 mAh/g下的容量提高了103 mAh/g。

此外，该论文通过动力学分析，确定了电容主导的钠离子储存机理.通过原位X射线衍射分析，发现钠离子在石墨层中插入第一时间。此外，所制备的纳米片还可作为钾离子储存(可逆容量为291mAh/g)和双离子全电池(电池水平容量为61 mAh/g，平均工作电压为4.2V)的杰出阳极。这些特性代表了软碳在实现高能量、高速率和低成本储能系统方面的潜力.

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结论

微孔SC-NSS是通过一种简易的微波辅助去角质工艺而成功研制出来的.结构分析表明，石墨烯层边缘的比表面积(从19.1~471.2 m2g-1)、孔隙体积(100倍以上)和良好的缺陷有明显的改善作用。

动力学分析和原位XRD测试验证了电容主导的钠离子储存机制.由于具有较好的电子/离子动力学和额外的存储位，Sc-NS具有较高的比容量(232 mAh-g-1)，在1000 mA~(-1)钠离子存储条件下具有很好的倍率性能(103 mAh g-1)。此外，SC-NS还可以作为PIBs的高性能阳极(当电流密度为2400 mA g-1时，可逆容量为291 mAh g-1，倍率容量为117 mAh g-1)和dibs(电池级容量为61 mAh g-1，平均电压为4.2V)。

论文可能带来一种有希望的方法，使用软碳纳米片来实现高能量和高速率的储能设备。

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祥鹄仪器在本论文中的应用

微孔软碳纳米片的合成步骤中，使用微波合成仪（XH-300Ul+，北京祥鹄科技发展有限公司），将反应混合物在300W恒定微波功率下加热5min。