由于典型石墨正极的阴离子存储容量不足，双离子电池（DIBs）固有的能量密度有限。

近日，中科院深圳先进技术研究院唐永炳研究员，澳大利亚格里菲斯大学张山青教授报道了一种非常规的设计策略，采用与无序碳互连的局部有序石墨碳（LOGC）作为阴离子嵌入型正极，以解决上述问题。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算表明，层尺寸减小的LOGC碳材料可以有效削弱相邻石墨烯片之间的范德华相互作用，从而降低石墨膨胀引起的阴离子插层电压；同时，无序碳不仅使分散的纳米石墨相互连接，而且部分缓冲了严重的阴离子排斥，并提供了额外的电容阴离子储存位点。

2）为了验证这一新的设计策略，选择具有典型LOGC结构的商用科琴黑（KB）作为钾基DIB（KDIB）的正极材料，并选择全无序活性炭（AC）和全有序石墨作为对照正极。实验结果显示，采用KB正极的KDIB在50 mA g^-1下的比容量达到了前所未有的232 mAh g^-1，与对照样品（如商用天然石墨和AC）相比，有了显著的提高。此外，300 mA g^-1下，具有高达1000次循环的优异循环稳定性，没有明显的容量衰减，优于其他两种正极。

这项工作对进一步研究LOGC碳材料以开发用于DIBs的大容量阴离子存储正极具有指导作用。

参考文献

Kai Yang, et al, Locally ordered graphitized carbon cathodes for high-capacity dual-ion batteries, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI: 10.1002/anie.202016233

https://doi.org/10.1002/anie.202016233