水葫芦作为一种廉价的生物质资源,对其进行物理、化学处理后得到疏松多孔的碳材料。将该碳材料用于锂离子电池负极时,在1000 mA g^(-1)的电流密度下循环100次可逆容量保持在283 mAh g^(-1),即使在10 A g^(-1)的电流密度下,可逆容量仍高达125 mAh g^(-1),表现出较好的倍率性能。用作钠离子电池负极时,在100 mA g^(-1)的电流密度下可逆容量达到145 mAh g^(-1),在1000 mA g^(-1)下循环100次可逆容量依然可以保持在123 mAh g^(-1)。该电极材料优异的电化学性能可归因于其疏松多孔的结构,这有利于活性材料与电解液充分接触,同时为锂/钠离子存储提供更多的位点,并且有利于离子的快速传输。
本文以芦苇干花为原料,通过氢氧化钾活化致孔制备了多孔碳材料(PC)。采用X射线粉末衍射(XRD)、拉曼光谱、氮气吸附脱附、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等表征手段分析材料的结构与形貌,并进行了恒电流充放电测试以研究其电化学性能。测试结果表明PC材料具有大的比表面积和高的孔隙率,用作锂离子电池负极时,具有较高的容量(在1 A·g^(-1)电流密度下循环100次后,容量为512 m A h·g^(-1))和优良的倍率性能(在2 A·g^(-1)电流密度下,容量为364 m A h·g^(-1))。
