最新Carbon:硬碳材料在钠离子电池中的卓越性能——低成本高效率的储能新突破

1成果简介

2图文导读

图1：通过X射线衍射（XRD）技术，研究人员发现随着煅烧温度的升高，硬碳的晶体结构逐渐由无序向有序转变，这有助于提升钠离子的存储性能。

图2：X射线光电子能谱（XPS）分析揭示了硬碳中氧官能团的存在，这些官能团有助于增强硬碳表面的钠离子吸附能力。

图3：扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）图像清晰地展示了硬碳的形貌。HCB1200的球形纳米粒子尺寸均匀，有助于钠离子的快速扩散和存储。

图4：循环伏安测试（CV）曲线显示了硬碳在不同煅烧温度下的电化学行为，其中HCB1200在低电压区域显示出明显的钠离子插入/脱插峰，表明其优异的钠离子存储动力学。

图5：充放电测试结果表明，HCB1200在不同的电流密度下均能保持较高的比容量，证明了其出色的倍率性能和循环稳定性。

图6：通过不同扫描速率的CV测试，研究人员进一步分析了钠离子在硬碳中的存储机制，发现HCB1200中钠离子的存储过程既有扩散控制也有电容控制的贡献。

3小结

这项研究通过火焰热解技术成功制备了高性能的硬碳材料，为钠离子电池的负极材料开发提供了新的思路。HCB1200的独特微结构和高比表面积使其在钠离子存储性能上超越了现有的许多材料，展现出巨大的商业应用潜力。这项工作不仅为硬碳的合成提供了一种低成本、高效率的方法，也为SIBs的进一步研究和开发指明了方向，有望推动储能技术向更高效、更环保的未来发展。

文献：

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119158