使用原位操作方法比较三维结构碳和介孔碳作为转化/合金活性材料-阳极与ZnO的载体材料

《ACS Applied Energy Materials》：Comparison of 3D-Structured and Mesoporous Carbon as Host Material for Conversion/Alloy Active Material-Anodes with ZnO Using Operando Methods

多孔碳与三维网状碳载体上ZnO的循环性能差异及机理研究，通过原位表征技术揭示了两者在体积膨胀和电解液副反应上的不同表现。

　　

本文研究了介孔碳和三维（3D）结构碳作为氧化锌（ZnO）转化/合金活性材料阳极的载体材料的性能，并对其进行了比较。通过使用多种先进的原位表征技术，如膨胀测量法、共聚焦显微镜、在线质谱技术以及其他经典表征方法，对沉积在不同碳载体上的ZnO的结构和电化学性质进行了分析。研究结果表明，这两种不同类型的载体材料在循环过程中的老化行为（即体积膨胀和气体生成）存在显著差异。具体来说，沉积在介孔碳上的ZnO（“ZnO@C-porous”）体积膨胀较小，但气体生成较多，表明其与电解液的副反应较为活跃；而沉积在3D结构碳上的ZnO（“ZnO@C-mesh”）体积膨胀较大，但气体生成较少，这突显了每种材料在电池应用中的不同机制和潜在优势。我们的研究结果为优化高性能储能系统中的阳极材料提供了重要的见解。