近日,东北师范大学的王春刚教授和Lu Li(共同通讯作者)联合报道了一种可以大规模设计并合成具有超大孔体积(3.258 cm-3 g-1)的均匀分布的蜂窝状分层微孔碳纳米球(HHPCNS)的简便方法。其中,超大的孔体积为负载红磷及其体积膨胀提供了足够的空间,并且微孔的均匀分布使红磷能够均匀地负载。所制备的HHPCNSs/P复合材料显示出极高的容量(在0.1 A g-1时,LIBs和SIBs分别为2463.8和2367.6 mA h g-1)、出色的速率性能(在10 A g-1时,LIBs和SIBs分别为842.2和831.1 mA h g-1)和优异的循环稳定性(在2和5 A g-1时,LIBs在1000次循环后分别为1201.6和938.4 mA h g-1,而SIBs在1000次循环后分别为1269.4和861.8 mA h g-1)。
此外,当分别与LiFePO4和Na3V2(PO4)3正极组合使用时,锂/钠离子全电池显示出高容量、优异的倍率和循环性能,从而揭示了HHPCNSs/P复合材料的实用性。这些优异的电化学性能是由具有超大孔体积的蜂窝状碳网络、均匀分布的分级微介孔碳纳米结构、出色的电导率和纳米结构稳定性而引起的,比目前已报道的用于LIBs和SIBs的P/C材料要好很多。该研究成果以题为“Encapsulating Red Phosphorus in Ultralarge Pore Volume Hierarchical Porous Carbon Nanospheres for Lithium/Sodium-Ion Half/Full Batteries”发布在国际著名期刊ACS Nano上。