据国外媒体报道，来自中国石河子大学的研究人员讨论了棉花秸秆颗粒的大小对生物炭结构和锂离子电池负极性能的影响。
(来源:石河子大学)
锂离子电池具有能量密度高、重量轻、寿命长、无污染等优点，在储能领域备受青睐。但这种电池常用的石墨阳极容量有限，倍率性能差。为了提高电池性能，研究人员致力于开发下一代碳负极材料。
这项研究
本研究以棉秆生物炭作为锂离子电池负极材料，研究了粒径对衍生碳材料结构和电化学性能的影响。
该团队使用一步碳化法制备样品。以较大的棉秆颗粒为原料制备生物炭，可以保持棉秆的管状结构，有助于形成孔隙结构。
以农业棉秆废弃物为前驱体，研究人员讨论了颗粒大小对碳化产物结构和电化学性质的影响。通过简单的碳化工艺制造高性能棉秆多孔炭。
观察结果
随着扫描速度的加快，电容分布逐渐扩大。当扫描速度为1 mVs-1时，电容分布达到47.57%。当电流密度为2 Ag-1时，CSC阳极的可逆容量达到57.62-130.33 mAhg-1，而石墨的可逆容量仅为30.8 mAhg-1。CSC-1、2、3、4和5的初始比容量分别为786.5、872.1、857.8、749.85和646.1 mAhg-1，并且在第一次放电/充电操作期间快速下降。在高分辨率O1s中，C=O、C-OH、C-O-C和OH四个峰分别出现在530.9 eV、531.8 eV、532.6 eV和533.6 eV。
当棉秆粒径小于200微米时，热解炭的结构特征发生明显变化，尤其是孔径小于4 nm。炭化棉杆产品的粒径范围为100-200和450-2000μm，最大层间距为0.388 nm，孔体积为0.285 cm3·g-1。同时，由较大的棉秆颗粒制成的热解碳具有更好的管状结构。
在0.1 Ag-1下循环100次后，粒径为450-2000微米的棉秆生物炭的Li+扩散系数最大，为1.47×10-11 cm2·s-1，电化学性能最好。同时其比容量较大，达到271.7 mAhg-1。
就生物炭的结构性质和化学组成而言，200微米棉秆颗粒是一个重要的转化点。以CSC为锂离子电池负极的直径为450-2000μm的棉秆生物炭表现出最佳的电化学性能，在0.1 Ag-1下循环100次后比容量达到271.7 mAhg-1。同时，在2 Ag-1的高电流密度下，比容量为115 mAhg-1。
结论
综上所述，本研究阐述了CSC具有管状多孔结构、较大的层间距和较高的杂原子掺杂量，可用于存储和传输锂离子。在热解过程中，较大的棉秆颗粒有助于形成孔结构和保留杂原子。通过改变棉秆的粒径，可以有效控制生物炭的结构，这种未来碳材料的制备方法能耗低，环境友好。生物质前驱体的粒度分布对生物炭的电化学性质和结构有很大影响。
研究人员认为，筛选前驱体粒径是一种很有前途的策略，可以提高电化学性能，为开发其他储能器件提供思路。因为这种前驱物丰富，而且相关的制造工艺简单，成本低。
1据国外媒体报道，来自中国石河子大学的研究人员讨论了棉花秸秆颗粒的大小对生物炭结构和锂离子电池负极性能的影响。
(来源:石河子大学)
锂离子电池具有能量密度高、重量轻、寿命长、无污染等优点，因此在储能领域备受青睐……葛。但这种电池常用的石墨阳极容量有限，倍率性能差。为了提高电池性能，研究人员致力于开发下一代碳负极材料。
这项研究
本研究以棉秆生物炭作为锂离子电池负极材料，研究了粒径对衍生碳材料结构和电化学性能的影响。
该团队使用一步碳化法制备样品。以较大的棉秆颗粒为原料制备生物炭，可以保持棉秆的管状结构，有助于形成孔隙结构。
以农业棉秆废弃物为前驱体，研究人员讨论了颗粒大小对碳化产物结构和电化学性质的影响。通过简单的碳化工艺制造高性能棉秆多孔炭。
观察结果
随着扫描速度的加快，电容分布逐渐扩大。当扫描速度为1 mVs-1时，电容分布达到47.57%。当电流密度为2 Ag-1时，CSC阳极的可逆容量达到57.62-130.33 mAhg-1，而石墨的可逆容量仅为30.8 mAhg-1。CSC-1、2、3、4和5的初始比容量分别为786.5、872.1、857.8、749.85和646.1 mAhg-1，并且在第一次放电/充电操作期间快速下降。在高分辨率O1s中，C=O、C-OH、C-O-C和OH四个峰分别出现在530.9 eV、531.8 eV、532.6 eV和533.6 eV。
当棉秆粒径小于200微米时，热解炭的结构特征发生明显变化，尤其是孔径小于4 nm。炭化棉杆产品的粒径范围为100-200和450-2000μm，最大层间距为0.388 nm，孔体积为0.285 cm3·g-1。同时，由较大的棉秆颗粒制成的热解碳具有更好的管状结构。
在0.1 Ag-1下循环100次后，粒径为450-2000微米的棉秆生物炭的Li+扩散系数最大，为1.47×10-11 cm2·s-1，电化学性能最好。同时其比容量较大，达到271.7 mAhg-1。
就生物炭的结构性质和化学组成而言，200微米棉秆颗粒是一个重要的转化点。以CSC为锂离子电池负极的直径为450-2000μm的棉秆生物炭表现出最佳的电化学性能，在0.1 Ag-1下循环100次后比容量达到271.7 mAhg-1。同时，在2 Ag-1的高电流密度下，比容量为115 mAhg-1。
结论
综上所述，本研究阐述了CSC具有管状多孔结构、较大的层间距和较高的杂原子掺杂量，可用于存储和传输锂离子。在热解过程中，较大的棉秆颗粒有助于形成孔结构和保留杂原子。通过改变棉秆的粒径，可以有效控制生物炭的结构，这种未来碳材料的制备方法能耗低，环境友好。生物质前驱体的粒度分布对生物炭的电化学性质和结构有很大影响。
研究人员认为，筛选前驱体粒径是一种很有前途的策略，可以提高电化学性能，为开发其他储能器件提供思路。因为这种前驱物丰富，而且相关的制造工艺简单，成本低。
标签：前途
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