设计稳定和高容量的纳米碳以实现大尺寸K+的有效嵌入/脱嵌是钾离子电池（PIBs）的一个巨大挑战。北大郭少军课题组报道了一类超高吡咯/吡啶-N-掺杂的项链状中空碳（NHC）材料作为一种新型独立负极，用于提升PIB性能。制成的NHC薄膜具有丰富的分级微/介孔/大孔、项链状中空结构、超高的吡咯/吡啶-N掺杂和高比表面积，可促进K+的嵌入/脱嵌，减少体积膨胀，提高PIB稳定性。DFT计算表明，吡咯和吡啶-N掺杂可以有效地改变碳的电荷密度分布，促进K+向NHC电极的吸附，从而促进K+存储。NHC在100 mA g^-1时具有293.5 mAh g^-1的高可逆比容量，出色的倍率（2000 mA g^-1时为204.8 mAh g^-1）和循环性能（1000 mAh g^-1时经过1600次循环后为161.3 mAh g^-1）。

Wenxiu Yang, Jinhui Zhou, Shuo Wang, Weiyu Zhang, Zichen Wang, Fan Lv, Kai Wang, Qiang Sun, Shaojun Guo, Freestanding Film Made by Necklace-like N-doped Hollow Carbon with Hierarchical Pores for High-performance Potassium-Ion Storage, Energy Environ. Sci., 2019.

DOI: 10.1039/C9EE00536F

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00536f#!divAbstract