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成果简介
具有良好的K-插层特征的碳质材料被认为是钾离子电池（PIBs）的一个引人注目的阳极。然而，较差的速率性能和循环稳定性阻碍了其大规模应用。本文，中国海洋大学吴敬一教授、王焕磊教授等研究人员在《 ENERGY ENVIRON MATER》期刊发表名为“Constructing Carbon Nanobubbles with Boron Doping as Advanced Anode for Realizing Unprecedently Ultrafast Potassium Ion Storage”的论文，研究利用一种简单的模板方法来合成掺硼的碳纳米泡（BCNBs）。硼在碳结构中的加入引入了丰富的缺陷位点并提高了导电性，促进了插层控制和电容控制的能力。
此外，理论计算证明，在PIBs中掺入硼可以有效地提高导电性，并促进电化学可逆性。相应地，所设计的BCNBs阳极提供了高的比容量（0.05 A g-1时为464 mAh g+-1）和非凡的速率性能（50 A g-1时为85.7 mAh g-1），并保持了相当高的容量保持率（2000次循环后相对于100次充电的95.2%）。此外，预先形成稳定的人工无机固体电解质界面的策略有效地实现了BCNB的79.0%的高初始库伦效率。令人印象深刻的是，与BCNBs阳极耦合的双碳钾离子电容器显示出很高的能量密度（177.8 Wh kg-1）。这项工作不仅显示了利用杂原子掺杂策略促进钾离 子存储的巨大潜力，而且也为设计高能量/功率存储设备铺平了道路。
图文导读
图1.a）BCNBS合成示意图。b）SEM图像，c）BCNBS-TEM图像。d）BCNBS-高分辨率TEM图像e-h)BCNBS元素映射图像
图2.结构和化学分析。
图3.钾离子电池中BCNBS和CNBS阳极的电化学性能
图4、BCNBS中钾离子储存的机理分析
图5.BCNBS/NSPC PICS的电化学表征
小结
综上所述，本文已经在硼掺杂碳纳米气泡的基础上实现了具有超强容量和循环稳定性的高性能钾离子存储。作者相信，该设计为用于储能装置的高速率碳材料提供了一种有前途的策略
文献：
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