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Angew. Chem. :规模化硬碳设计用于调控电化学极化实现快速钠储存2024-08-09
硬碳由于具有资源丰富、成本低廉、导电性良好和可逆比容量高等优点,一直被视为钠离子电池最具商业化前景的负极材料之一。然而,倍率性能不理想严重阻碍了其进一步发展。此外,截至到目前,关于硬碳的制备方法、材料结构和电化学性能之间的构效关系也尚未得到明确阐述。

近日,温州大学侴术雷/吴星樵团队提出了一种简单而有效的策略,利用酸处理调整前驱体组分达到精确构建硬碳多种结构特征以实现高效钠存储的目的。通过对不同调控步骤得到的硬碳材料进行详细的物理表征,并进一步结合原位拉曼、恒流间歇滴定技术等分析,成功建立了制备方法、微观结构、储钠行为和电化学性能之间的多重关系网络。

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同时,在大电流、高面密以及低温条件下的优异电化学性能证实了所制备的RHC负极具有低电化学极化和出色的电荷存储能力。

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此外,实验证明该方法针对不同的前驱体也具有良好的普适性,并且,将其进行扩大化制备已成功实现硬碳材料的公斤级生产。规模化制备的硬碳材料组装的扣式全电具有278.5 Wh kg-1的能量密度,同时,该材料的实际应用还可进一步扩展到18650圆柱电池,并展现出优异的储钠性能。这种简便可扩展的方法可为高性能硬碳材料的大规模生产提供有益指导。

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文信息

Industrial-Scale Hard Carbon Designed to Regulate Electrochemical Polarization for Fast Sodium Storage

Chun Wu, Yunrui Yang, Yinghao Zhang, Hui Xu, Wenjie Huang, Xiangxi He, Qinghang Chen, Huanhuan Dong, Lin Li, Xingqiao Wu, Shulei Chou

文章的第一作者是温州大学碳中和技术创新性研究院的博士后吴春和温州大学化学与材料工程学院硕士生杨云锐。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202406889