Industriële fabricage
Industrieel internet der dingen | Industriële materialen | Onderhoud en reparatie van apparatuur | Industriële programmering |
home  MfgRobots >> Industriële fabricage >  >> Industrial materials >> Nanomaterialen

Karakterisering en bereiding van nanoporeuze koolstof afgeleid van hennepstengels als anode voor lithium-ionbatterijen

Abstract

Als biomassa-afval hebben hennepstengels de voordelen van lage kosten en overvloed, en het wordt beschouwd als een veelbelovend anodemateriaal met een hoge specifieke capaciteit. In dit artikel wordt actieve kool afgeleid van hennepstengels bereid door carbonisatie bij lage temperatuur en activering bij hoge temperatuur. De resultaten van karakteriseringen tonen aan dat de actieve kool meer poriën heeft vanwege de voordelen van de natuurlijke poreuze structuur van hennepstam. De grootte van de opening is voornamelijk microporeus en er zijn mesoporiën en macroporiën in de poreuze koolstof. De poreuze koolstof heeft een uitstekende omkeerbare capaciteit van 495 mAh/g na 100 cycli bij 0,2 ° C als de anode van een lithium-ionbatterij. In vergelijking met de grafietelektrode is de elektrochemische eigenschap van actieve kool aanzienlijk verbeterd vanwege de redelijke verdeling van de poriegrootte. De bereiding van de actieve kool biedt een nieuw idee voor een goedkope en snelle voorbereiding van anodematerialen voor lithium-ionbatterijen met hoge capaciteit.

Inleiding

Hoewel biomassa-afval hoogwaardige functionele materialen zijn, wordt een grote hoeveelheid hernieuwbaar landbouwafval in beperkte mate geëxploiteerd. Er is gemeld dat biomassa-afval wordt bereid als actieve kool en wordt gebruikt als adsorberend materiaal [1,2,3,4]. Vinod Kumar Gupta et al. [1] bereide actieve kool afgeleid van Ficus carica fiber en toegepast als een potentieel adsorbens voor verwijdering van Cr (VI), en de maximale adsorptiecapaciteit van Cr (VI) was 44,84 mg/g. Biomassa-afval kan ook worden gebruikt als waterstofopslagmateriaal [5,6,7]. W. Zhao et al. [5] geprepareerde actieve kool met superoppervlakken van 3155 m 2 /g van bamboe gedoteerd met stikstof. Absoluut, biomassa-koolstof kan ook worden gebruikt in supercondensatoren [8, 9]. Youning Gong, Chunxu Pan et al. [8] synthetiseerde driedimensionale poreuze grafietbiomassakoolstof en bestudeerde de elektrochemische prestaties ervan als elektrodematerialen voor supercondensatoren. De elektrode vertoonde een hoge specifieke capaciteit van 222  F/g bij 0,5 A/g en bestudeerde zijn elektrochemische prestaties als elektrodematerialen voor supercondensatoren. Vermeldenswaard is dat het anodemateriaal van lithium-ionbatterijen een belangrijke toepassing is op functionele materialen [10,11,12,13,14,15,16,17]. Ran-Ran Yao et al. [10] gesynthetiseerde holle grafeenbol door oliezakemulsievloeistoftechnologie, die goede elektrochemische eigenschappen heeft van lithiumopslag. De hoge prestatie van holle grafeenbollen is te danken aan de holle structuur, dunne schalen en poreuze schalen die zijn samengesteld uit grafeenschijfjes. Yi Li, Chun Li et al. [11] heeft een nieuwe mesoporeuze actieve kool bereid die is afgeleid van de kern van de maïsstengel door carbonisatie en KOH-activering, met een BET-oppervlak van 393,87  m 2 /g en de actieve-koolanode heeft een uitstekende omkeerbare capaciteit van 504 mAh/g na 100 cycli bij 0,2 °C. De afgelopen jaren zijn er steeds meer resultaten geboekt bij de voorbereiding van composietmaterialen voor koolstofmaterialen en de toepassing van lithium-ionbatterijen [18,19,20,21,22]. Qigang Han, Zheng Yi et al. [18] maakte eendimensionale bio-geïnspireerde bamboe-koolstofvezel en zijn composiet. Het composiet wordt gebruikt als anode van lithium-ionbatterijen, een hoge omkeerbare capaciteit van 627,1 mAh/g wordt gehandhaafd gedurende 100 cycli bij een stroomdichtheid van 100 mAh/g. Over het algemeen zijn de biomassa-afvalstoffen veelbelovend voor de bereiding van energiegerelateerde materialen, en het is van groot belang om op legitieme wijze nieuwe afvalbronnen te ontwikkelen.

Hennep is een groen, duurzaam gewas met een hoge opbrengst, en de bronnen zullen zich blijven uitbreiden tegen de achtergrond van de steeds grotere hennepteelt. Hennep wordt tegenwoordig op veel gebieden veel gebruikt. Thomas M. Attard et al. [23] verkregen polymeer CBD met hoge klinische therapeutische werkzaamheid door Soxhlet-extractie van hennepstofresidu. Hennep kan ook worden gebruikt als toeslagstof voor beton [24, 25]. M. Rahim et al. [24] onderzocht de thermische eigenschappen van drie biobased materialen, waaronder hennepbeton, en de resultaten toonden aan dat deze bouwmaterialen een interessante warmteopslagcapaciteit en een lage thermische geleidbaarheid hebben. Hom Nath Dhakal et al. [26] bereidde biocomposieten met poly (ε-caprolacton) en lignocellulosische hennepvezel door een dubbel extrusieproces voor lichtgewicht toepassingen. Bovendien kan industriële cannabis ook een voorloper zijn van de productie van ethanol [27]. Een beperkte hennepstam wordt echter rationeel gebruikt onder de voorwaarde van grootschalige hennepteelt. De industriële toepassing van hennepstro uit biomassaafval kan niet alleen de milieuvervuiling en het afval van hulpbronnen, veroorzaakt door onjuiste behandeling van landbouwafval, verminderen, maar verhoogt ook de toegevoegde waarde van de overeenkomstige industrieën. Bovendien is de toepassing van hennepstengels op lithium-ionbatterijen een onderwerp dat het onderzoeken waard is.

In de vorige rapporten vertonen hennepstelen uitstekende prestaties vanwege de natuurlijke poreuze eigenschap en uitstekende structuur van hennepstelen [28, 29]. Ru Yang, Jianchun Zhang et al. [30,31,32] bereide hennepstengels afgeleide actieve kool met een hoog specifiek oppervlak door verschillende activeringsmethoden voor adsorptiematerialen en energiegerelateerde toepassingen. MinHo Yang et al. [22] verkregen 3D heterogene katalysatoren afgeleid van verticale MnO2 draden afgezet op van hennep afgeleide 3D poreuze koolstof door een eenstaps hydrothermische methode. Wei Sun, Stephen M. Lipk et al. [33] bereidde actieve kool afgeleid van ruwe hennepstam (hurd en bast) via hydrothermische verwerking en chemische activering, en stelde een eenvoudige relatie voor tussen de specifieke oppervlaktecapaciteit en de fractie microporiën volgens de regel van mengsels. Ji Zhang, Jianmin Gao et al. [34] bereidde op hennepstam gebaseerde actieve kool met hoog oppervlak door middel van KOH-activering en onderzocht de invloed van impregnatieverhouding, activeringstemperatuur en activeringstijd op AC-specifiek oppervlak en reactiemechanisme tijdens materiaalvoorbereiding. Shan Liu, Lei Ge et al. [35] bereide biomassa koolstofmaterialen uit hennep hurd en geroot hennep hurd geactiveerd door CO2 of ZnCl2 , die respectievelijk overeenkomen met fysieke activering en chemische activeringsprocessen.

Als natuurlijke biomassabron worden hennepstengels normaal gesproken gebruikt voor het bereiden van poreuze koolstof als adsorbens of waterstofopslagmateriaal [31, 35]. Hennepstelen worden tot nu toe echter nauwelijks bereid als biomassa poreuze koolstof voor anodematerialen voor lithium-ionbatterijen. In dit artikel wordt het voordeel van hennepstengels als anodematerialen voor lithiumbatterijen bestudeerd, wat wordt veroorzaakt door de porositeit van hennep. Ondertussen wordt een nieuw type amorfe koolstof gesynthetiseerd door pyrolyse en carbonisatie van hennepstengels. De geprepareerde AC's afgeleid van hennepstengels hebben uitstekende elektrochemische prestaties voor anodes van lithium-ionbatterijen. Vanwege de overvloedige hulpbronnen en lage voorbereidingskosten, denken we dat het een van de veelbelovende elektrodematerialen voor lithium-ionbatterijen zal zijn.

Methoden

Bereiding van van hennepstelen afgeleide actieve kool

Rauwe hennepstengels werden verkregen uit het veld van de provincie Heilongjiang. De geschilde hennepstengels werden gewassen met gedeïoniseerd water, gedroogd bij 60°C en verpulverd. Een bepaalde hoeveelheid poeder werd gedurende 3 uur onder een argonatmosfeer (inert gas) verwarmd tot 300 ° C met een snelheid van 5 ° C / min voor carbonisatie, terwijl veel teer wordt afgebroken en vrijkomt. De voorloper werd grondig gemengd met ZnCl2 in een massaverhouding van 1:5, en het mengsel werd in een buisoven geplaatst. De temperatuur werd gedurende 3 uur verhoogd tot 500-800 °C en afgekoeld tot kamertemperatuur. Nadat het activeringsproduct is gemalen, wordt het gedurende 24 uur ondergedompeld in een zoutzuuroplossing van 2 mol/l om resterende anorganische onzuiverheden op te lossen, en vervolgens herhaaldelijk gewassen met gedeïoniseerd water totdat de pH van de oplossing 7 is en gedroogd. Van hennepstammen afgeleide actieve koolmonsters werden aangeduid als AC-λ, waarbij λ de activeringstemperatuur vertegenwoordigde. De monsters werden onderworpen aan een carbonisatieproces en verder verwerkt bij 600 °C zonder toevoeging van ZnCl2 , die werden ingesteld als referentiesamples die werden aangeduid als UAC.

Kenmerken van materialen

De poeder röntgendiffractie (XRD) patronen werden verkregen op een Siemens D5000 röntgendiffractiemeter met nikkel-gefilterd Cu 1 straling. Raman-spectra werden opgenomen op een Renishaw invia-instrument. De morfologie van de poreuze koolstof werd waargenomen door scanning-elektronenmicroscopie met veldemissie-scanning-elektronenmicroscoop (JEOL JSM-6700F). De microstructuur van de materialen werd onderzocht met transmissie-elektronenmicroscopie (JEM-2100F). Het specifieke oppervlak en de poriegrootteverdeling van de koolstoffen werden gemeten door stikstofadsorptie-desorptiemetingen (Micromeritics, ASAP2420).

Elektrochemische metingen

De poreuze koolstof, acetyleenzwart en polyvinylideenfluoride (PVDF) werden gelijkmatig gemalen in een vijzel in een massaverhouding van 8:1:1 met een geschikte hoeveelheid N -methyl-2-pyrrolidon (NMP). Het mengsel werd enkele uren magnetisch geroerd om een ​​uniforme suspensie te vormen. De slurry werd gelijkmatig gecoat op een koperfolie en gedurende 12 uur in een vacuümoven bij 120°C gedroogd. De cirkelvormige anode met een diameter van 10 mm werd verkregen door een tabletteermachine. De knoopbatterij (CR2025) is gemonteerd in een met argon gevuld handschoenenkastje met een vocht- en zuurstofconcentratie van minder dan 0,1 ppm in de kast. De lithiumplaat wordt gebruikt als een tegenelektrode en een referentie-elektrode, en de separator is van polypropyleen. Het oplosmiddel in de elektrolyt is een mengsel dat EC, DMC en EMC bevat met een volumeverhouding van 1:1:1 opgelost in 1 M LiPF6 . Na montage wordt de cyclusprestatietest uitgevoerd door het LAND-batterijtestsysteem bij een testspanningsbereik van 0,02 ~ 3 V. De cyclische voltammetrie (CV) curve en impedantietest worden uitgevoerd op het elektrochemische werkstation.

Resultaten en discussie

De hennepstengels worden voorbehandeld om het hennepstengelpoeder te verkrijgen zoals getoond in Fig. 1a, en vervolgens gecarboniseerd om het carbide te verkrijgen zoals getoond in Fig. 1b. Zoals getoond in Fig. 1c, d, werd de morfologie van het UAC- en AC-600-monster gekarakteriseerd door SEM. Beide monsters zijn over het algemeen amorf koolstof, er wordt geen duidelijke macroporie waargenomen. De rol van de activator ZnCl2 is om de vorming van poriën te bevorderen en teer en andere bijproducten op te lossen [28]. De afbeelding geeft ook aan dat AC-600 een complex is van een groot aantal plaatachtige structuren en spleetachtige tussenruimte, die voor meer actieve locaties zullen zorgen. Afbeelding 2a, b toont TEM-patronen van UAC en AC-600. In vergelijking met UAC heeft AC meer voor de hand liggende poriën dan UAC, wat resulteert in meer actieve sites en dus een verhoging van de specifieke capaciteit van de batterijen. Afbeelding 2c, d toont TEM-spectra met hoge resolutie van UAC en AC-600. Het kan worden gezien dat UAC poriën heeft bij een hoge vergroting en voornamelijk microporeus is. In vergelijking met UAC heeft AC-600 meer poriën en grotere poriegroottes, wat aangeeft dat het materiaal een uitstekend activeringseffect heeft. Over het algemeen wordt de porositeit van AC toegeschreven aan de natuurlijke interne poreuze structuur van de hennepstengels en het goede activeringseffect van de activator.

een Hennep stengel poeder. b Carbide van hennepstam. c SEM-afbeelding van UAC. d SEM-afbeelding van AC

een TEM-patroon van UAC. b TEM-patroon van AC. c HRTEM-patroon van UAC. d HRTEM-patroon van AC

De röntgendiffractiepatronen van UAC en AC worden getoond in figuur 3a. Een brede diffractiepiek rond 22° komt overeen met de (002) reflectie van de grafietstructuur, die zich verspreidde naar de aanwezigheid van continue parallelle grafietplaten in het materiaal. De relatief zwakke piek bij 44° die overeenkomt met het kristalvlak (100) wordt beschouwd als honingraatstructuren gevormd door sp2-hybridisatie [30, 31]. Bovendien werden er geen scherpe pieken waargenomen op deze twee diffractiepieken, wat aangeeft dat beide monsters de afwijkende structuur van ongeordend koolstofmateriaal vertonen.

een Röntgendiffractiepatronen. b Raman-spectra van UAC en AC

De Raman-spectra van AC en UAC worden getoond in figuur 3b. De D-band vertegenwoordigt de ongeordende koolstoflaagstructuur en defecten in het koolstofmateriaal, en de G-band betekent de vibratie van sp2-gehybridiseerde koolstofatomen in de grafietbladstructuur. Gewoonlijk ik D /Ik G wordt gebruikt om de wanordegraad van koolstof aan te geven. De ik D /Ik G van twee koolstofmaterialen is 1,15 en 1,17, wat aangeeft dat beide een hoge amorfheid, meer randen en andere defecten hebben. Deze functies zorgen voor meer actieve plaatsen voor het inbrengen van lithiumionen, wat van groot voordeel is voor het verbeteren van de omkeerbare capaciteit van de elektroden.

De resultaten van het oppervlak en de poriegrootteverdeling van AC worden getoond in Fig. 4. De isotherm kan worden uitgedrukt als type I, wat aangeeft dat het koolstofmateriaal veel microporiën heeft. De gesloten hysteresislus van de adsorptie-desorptie-isotherm kan worden geclassificeerd als het H4-type, wat wijst op de aanwezigheid van spleetachtige poriën, die worden gevormd door de ophoping van materiaalrestdeeltjes. Het levert een uitstekend specifiek oppervlak met een BET-waarde van 589,54 m 2 /G. De poriegrootte van AC is voornamelijk verdeeld in het bereik van microporiën dat verwijst naar poriën kleiner dan 2 nm, wat consistent is met de resultaten van de N2 adsorptie-desorptie isotherm. Het porievolume en de gemiddelde poriediameter van AC waren 0,332 cm 3 /g en 2.250 nm, respectievelijk. Er zijn niet alleen veel microporiën, maar ook mesoporiën in het materiaal, wat zorgt voor meer actieve plaatsen en het cyclisch inbrengen en extraheren van lithiumionen vergemakkelijkt. De overdrachtssnelheid van ionen is verbeterd en de impedantie van batterijen neemt af [13].

Isotherme adsorptie-desorptiecurve van AC (afbeelding is poriegrootteverdeling)

Om het elektrochemische gedrag van het poreuze materiaal te onderzoeken, werd het materiaal geanalyseerd door cyclusstabiliteitsprestaties, snelheidsprestaties, impedantie en cyclische voltammetrie (CV) getest voor de anode van lithium-ionbatterijen.

Figuur 5a laat zien dat de prestaties van de laad-ontlaadcyclus van actieve kool bij verschillende activeringstemperaturen met een snelheid van 0,2 ° C, waarbij de blauwe lijn overeenkomt met de Coulomb-efficiëntie van AC-600. Het levert duidelijk een onderscheidend vermogen dat de specifieke capaciteit van AC-600 495,4 mAh/g is, wat veel hoger is dan de theoretische capaciteit van grafiet. De eerste ontladingsspecifieke capaciteit en laadspecifieke capaciteit zijn respectievelijk 2469,7 mAh/g en 1168,1 mAh/g. De eerste cyclus heeft een slechte coulomb-efficiëntie (slechts ongeveer 36%), wat consistent is met de gemeenschappelijke kenmerken van de cyclusprestaties van lithium-ionbatterijen [15, 20]. Het enorme capaciteitsverlies van de eerste cyclus wordt toegeschreven aan het onomkeerbare verbruik van een grote hoeveelheid lithiumionen door de vaste elektrolytinterface (SEI) film die zich op het elektrodeoppervlak vormt vanwege het grote specifieke oppervlak. De CE is ongeveer 100%, wat aangeeft dat de AC-600 een klein capaciteitsverlies heeft. De laad- en ontlaadcurven van de eerste cyclus tot de 100e cyclus van UAC en AC-600 worden getoond in Fig. 5b, c. Zowel de laadcapaciteit als de ontlaadcapaciteit worden geleidelijk gestabiliseerd met de toename van het aantal cycli. Er kan worden vastgesteld dat de coïncidentiestatus van de 50e en 100e laad-ontlaadprofielen perfect indrukwekkend zijn, wat aangeeft dat het materiaal een goede stabiliteit heeft in cyclusprestaties.

een Cyclusprestatiecurven van verschillende materialen. b , c Laad-ontlaadspanningscurven van UAC en AC-600. d Prestaties van UAC en AC-600 beoordelen

De snelheidsontladingsprestaties van de bereide materialen bij stroomdichtheden van 0,2 C-5 ° C worden getoond in figuur 5d. De AC-600 heeft een goede snelheid met een gemiddelde ontladingscapaciteit van 522,6 mAh/g, 295,6 mAh/g, 205,4 mAh/g, 142,9 mAh/g en 65,2 mAh/g bij stroomdichtheden van 0,2 °C, 0,5 °C, 1 °C, 2 °C en 5 °C afzonderlijk. De initiële prestaties van de AC-600 zijn hoger en de capaciteit neemt aanzienlijk af bij grotere vergrotingen, maar wanneer de ontladingssnelheid wordt hersteld tot 0,2 °C, kunnen de prestaties van de AC-600 nog steeds worden hersteld tot een hogere omkeerbare capaciteit van 416,3 mAh /G. Omgekeerd is de initiële capaciteit van UAC lager, maar neemt de capaciteit minder af bij grote snelheden. De UAC heeft een gemiddelde ontladingscapaciteit van 313,3 mAh/g, 255,7 mAh/g, 227,1 mAh/g, 209,2 mAh/g, 181,7 mAh/g en 323,5 mAh/g bij dezelfde stroomdichtheid als AC-600. Hoewel het een lagere specifieke capaciteit heeft dan AC-600, vertoont het een goed capaciteitsbehoud. Dit fenomeen kan worden toegeschreven aan het grote specifieke oppervlak van AC-600 veroorzaakt door het activeringsproces, waardoor het specifieke oppervlak in contact met lithiumionen toeneemt. Naarmate de elektrochemische cyclus vordert, verbruiken grote nevenreacties een grote hoeveelheid lithiumionen en zijn ze onomkeerbaar, wat resulteert in een afname van de capaciteit.

Om de oorsprong van de goede prestaties van AC-600 verder te bevestigen en ook om de mogelijke redenen voor prestatievervaging te identificeren, werd het TEM-spectrum van het verbruikte elektrodemateriaal na het fietsen gemeten. Zoals te zien is in figuur 6, is het gedeeltelijke oppervlak van de AC-600 na het fietsen daadwerkelijk gebroken, waardoor de interne poreuze structuur zichtbaar wordt. Dit kan worden toegeschreven aan het overmatige activeringseffect dat optreedt op het oppervlak van het koolstofmateriaal. Gedeeltelijke oppervlaktebeschadiging en SEI-reformatie treden op tijdens cyclische insertie-extractie van lithiumionen.

TEM-patroon van verbruikte elektrodematerialen na fietsen

Het impedantiespectrum van de monsters werd getest om de kinetiek van de elektroden tijdens ionentransport te onthullen, zoals weergegeven in Fig. 7a, b. De hoogfrequente halve cirkel komt overeen met de contactweerstand. De halve cirkel van het middenfrequentiegebied wordt toegeschreven aan de ladingsoverdrachtsimpedantie op het elektrode/elektrolyt-interface. De schuine lijn onder een hoek van ongeveer 45° met de reële as komt overeen met het lithium-ion diffusieproces in de koolstofelektrode [32]. Er wordt geen duidelijke halve cirkel waargenomen in de impedantiespectra van UAC vanwege de grote weerstand van UAC. Omgekeerd vertoont de impedantiekaart van AC-600 een relatief duidelijke halve cirkel. Dit wordt toegeschreven aan de grote porieverdeling in het geactiveerde monster, wat het transport van lithiumionen bevordert en het tijdig inbedden en ontsnappen van ionen in het anodemateriaal versnelt. De eerste 3 cycli van cyclische volampère (CV) curven met een scansnelheid van 0,1 mV/s tussen 0,01 en 3,0 V worden weergegeven in Fig. 7c, d. In het reductieproces van de eerste cirkel is er een scherpe piek rond 0,7 V en een zwakke piek rond 1,35 V. Voor twee monsters gaf de kathodische piek bij 1,35 V aan dat er een onomkeerbare reactie is begonnen tussen elektrode en elektrolyt [18]. De piek rond 0,7 V is te wijten aan de ontleding van de elektrolyt op het elektrode-oppervlak en de vorming van de vaste elektrolyt-interface (SEI) film. Deze pieken verdwenen in de daaropvolgende tweede en derde cyclus, wat aangeeft dat de bovenstaande reacties in de eerste cyclus onomkeerbaar zijn. In de eerste cyclus vindt het lithiumde-intercalatieproces plaats bij een anodische piek rond 0,25  V, wat consistent is met veel gerapporteerde koolstofstoffen [8, 18]. Het verschil is dat het lithiumde-intercalatieproces van UAC sneller is bij lage overeenkomstige spanningen, terwijl de reactie van AC-600 tijdens het hele proces vlakker is. In het geval dat UAC nauwelijks een mesoporeuze of macroporeuze structuur is, kan redelijkerwijs worden geconcludeerd dat de oppervlakteporiën van de UAC meer worden gecombineerd met lithiumionen, wat resulteert in een snellere lithiumverwijdering van UAC tijdens het opladen. Zowel AC-600 als UAC hebben de neiging om geleidelijk samen te vallen met de daaropvolgende tweede en derde cyclus, en de tweede en derde cirkels vallen nagenoeg volledig samen in de figuur, wat aangeeft dat het elektrodemateriaal een goede stabiliteit heeft.

een Impedantiespectra van AC-600. b Impedantiespectra van UAC. c Cyclische voltammogramprofielen van AC-600. d Cyclische voltammogramprofielen van UAC

Conclusies

Concluderend wordt op hennepstammen gebaseerde actieve kool toegepast in de anode van lithium-ionbatterijen, wat een nieuw idee oplevert voor de industrialisatiebereiding van goedkope en hoge capaciteit op hennepstammen gebaseerde anodematerialen. Het van hennepstammen afgeleide biomassa-koolstofmateriaal dat wordt verkregen door carbonisatie en activering is een typische amorfe koolstof. De actieve kool heeft een relatief duidelijke poriënstructuur, het BET-oppervlak bereikt 589,54 m 2 /g, en de poriediameter bestaat voornamelijk in de vorm van microporiën. De actieve kool als anodemateriaal bereikte een hoge omkeerbare capaciteit van 495 mAh/g na 100 cycli bij 0,2 °C. De elektrochemische prestatie van actieve kool is aanzienlijk verbeterd in vergelijking met niet-geactiveerde kool. Hoewel het met de activeringsmethode bereide monster inherente gebreken heeft van veel as, de productie van vluchtige stoffen zoals teer en zeer corrosieve chemicaliën aan apparatuur, biedt het nog steeds een nieuw pad voor de ontwikkeling met hoge toegevoegde waarde en het uitgebreide gebruik van biomassaafval hennep stengels. Deze methode biedt een effectieve methode voor de snelle en goedkope voorbereiding van anodematerialen en het uitgebreide gebruik van hennepstengels.

Beschikbaarheid van gegevens en materialen

De conclusies in dit manuscript zijn gebaseerd op de gegevens die allemaal in dit artikel worden gepresenteerd en getoond.

Afkortingen

AC:

Actieve kool

CE:

Coulomb-efficiëntie

CV:

Cyclische voltammetrie

DMC:

Dimethylcarbonaat

EG:

Ethyleencarbonaat

EMC:

Ethylmethylcarbonaat

SEI:

Vaste elektrolyt-interface

UAC:

Niet-geactiveerde koolstof


Nanomaterialen

  1. Geactiveerde koolstofvezels met hiërarchische nanostructuur afgeleid van afval katoenen handschoenen als hoogwaardige elektroden voor supercondensatoren
  2. Mechanische samenstelling van LiNi0.8Co0.15Al0.05O2/Carbon Nanotubes met verbeterde elektrochemische prestaties voor lithium-ionbatterijen
  3. Synthese en elektrochemische eigenschappen van LiNi0.5Mn1.5O4-kathodematerialen met Cr3+ en F− composietdoping voor lithium-ionbatterijen
  4. Weinig gelaagde MoS2/acetyleenzwarte composiet als een efficiënt anodemateriaal voor lithium-ionbatterijen
  5. Voorbereiding van PPy-Coated MnO2 hybride micromaterialen en hun verbeterde cyclische prestaties als anode voor lithium-ionbatterijen
  6. Effect van verschillende bindmiddelen op de elektrochemische prestaties van metaaloxide-anode voor lithium-ionbatterijen
  7. Vervaardiging, karakterisering en cytotoxiciteit van sferisch gevormde geconjugeerde van goudkokkelschil afgeleide calciumcarbonaat nanodeeltjes voor biomedische toepassingen
  8. Ingesloten Si/Grafeencomposiet vervaardigd door magnesium-thermische reductie als anodemateriaal voor lithium-ionbatterijen
  9. Een nanokristallijne Fe2O3-filmanode bereid door gepulseerde laserafzetting voor lithium-ionbatterijen
  10. Synthese en onderzoek van CuGeO3-nanodraden als anodematerialen voor geavanceerde natrium-ionbatterijen
  11. Mesoporeuze siliciummicrosferen geproduceerd uit in situ magnesiothermische reductie van siliciumoxide voor hoogwaardig anodemateriaal in natrium-ionbatterijen