ACSNANO：氮缺陷⽯墨相氮化碳（g-C3N4）⽤作⾼效锂电池负极学电子商务出来能干嘛
众所周知，⽆论从成本、寿命、能量密度还是安全性⽅⾯，负极对锂离⼦电池都是⾄关重要的。早期锂离⼦电池主要使⽤⾦属锂作为负极，但其在多次充放电循环后不可避免的会出现枝晶，导致短路进⽽引发安全事故，因此被放弃。⽬前⼤规模商业化的锂离⼦电池负极材料主要是⽯墨类碳材料以及钛酸锂。其他在研究的负极材料包括过渡⾦属氧化物、硅基材料以及其他碳材料等。
氮化⽯墨（g-C3N4）是近年来新兴的⼀种碳材料，其由碳和氮的单原⼦进⾏sp2杂化形成，具有独特的平⾯结构，具有良好的电学、光学和物理化学性质，且制备⼯艺简单、成本较低。块状和层状g-C3N4可分别作为⾼掺氮⽯墨和⽯墨烯的样本，引起了电化学储能领域研究⼈员的强烈兴趣，其⾮凡的电化学性能可⽤于开发下⼀代具有⾼功率和⾼能量密度的可充电锂离⼦电池。
近⽇，来⾃天津理⼯⼤学和美国中央密歇根⼤学的研究⼈员通过运⽤镁热脱氮技术来降低g-C3N4的氮含量并引⼊氮缺陷，将其作为锂离⼦电池负极，在300次循环后仍具有很好的电池容量（0.1A/g下2753 mAh / g）和循环稳定性。相关成果发表在ACS NANO期刊上。（“Nitrogen-Deficient Graphitic Carbon Nitride with Enhanced Performance for Lithium Ion Battery Anodes”）。
ND-g-C3N4 制备过程⽰意图
王母娘娘 玉皇大帝据该论⽂透露，这种氮缺陷g-C3N4(ND-g-C3N4)材料在⾼温下与⾦属Mg发⽣反应，形成了⼤量的氮缺陷，因此呈现出更薄更多孔的结构，具体的主要制备过程如下：
1. 通过尿素的常规热缩合反应来制备原料g-C3N4：将尿素放⼊有盖的坩埚中，并在马弗炉中550度下加热6h，升温速率为
2.5度/分钟；
重新开始吧国产车品牌>炫舞舞团名字大全2.将10g原料g-C3N4和5g镁粉混合在⼀起，并装⼊带有不锈钢盖的不锈钢坩埚；
3.将混合物在流动的Ar⽓氛围下在管式炉中加热⾄750度，并保持加热2⼩时；
4.冷却后，在室温下连续⽤稀醋酸和蒸馏⽔除去残留的镁和所产⽣的副产物，并通过真空⼲燥得到产物ND-g-C3N4。ND-g-C3N4作为电池负极的电学性能表征图
该材料具有优良的电化学性能，⼤概可归因于以下⼏点。
⾸先，这种氮缺陷g-C3N4材料的多孔结构具有⾼⽐表⾯积，可以增⼤电极/电解质接触⾯积，同时缩短离⼦扩散距离，以促进锂离⼦的加⼊。其次，其拓扑缺陷和卷边结构可以为锂存储提供更多的反应位点。此外，位于边缘的吡啶和吡咯氮有利于Li的吸附并产⽣额外的反应活性位点。特别地，氮缺陷的形成以及N掺杂物周围的悬挂键可以增强Li的流动性和Li的嵌⼊能⼒。
运⽤该材料组装成全电池后（ND-g-C3N4 /LiFePO4），研究⼈员对电池性能进⾏了测试，发现⾸次放电和充电容量分别达到了161.3和133.5 mAh/g，第⼀次循环的循环效率为82.74％。之后循环效率逐渐增加⾄99.5％，并且在200次循环之后可以达到稳定的容量（76mAh/g）。二年级语文期中试卷
该团队利⽤镁热脱氮技术对g-C3N4进⾏改性，形成了富含氮缺陷的g-C3N4在保留原有特性的同时，获得了更强的电化学性能。这种⽆需还原⽓氛就可引⼊缺陷的⽅式值得在其他碳基材料的开发中借鉴和推⼴。
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