限域反应构建碳基复合多级结构储能材料及调控机制

摘要

碳基复合金属氧化物多级结构材料在环境和新能源等领域具有重要应用.限域反应使材料生长限制在特定微区内,为多级结构材料设计和精确控制提供了可能.从合成过程化学反应动力学和热力学出发,基于对微区环境混合、传递和反应特征认识,利用表面/界面构筑限域反应环境,控制制备了具有新颖结构的碳基复合金属氧化物多级结构电极材料.基于多巴胺易于成膜以及聚多巴胺丰富功能基团与金属离了之间络合反应，通过控制表面传递和反应速率控制制备了金属氧化物纳米颗粒嵌入介孔碳复合材料，发现金属氧化物与介孔碳优势性能的协同耦合显著提高其电化学性能。借助氧化锰前驱体纳米线和氧化锰纳米线结晶度的不同，控制碳化过程中温度分布制备了豆荚状氧化锰/碳异质结构材料，表现出更高的容量和充电、放电倍率性能。