通过调控成分结构来调节硬碳材料的性能，以实现高效钠存储

《Advanced Sustainable Systems》：Structural Modulation of Hard Carbons via Composition Regulation toward Efficient Sodium Storage

生物质硬碳通过酸碱处理调控热解获得闭孔结构，提升钠离子电池储能性能，放电容量达342.7/130 mAh g?1，全电池循环稳定性83.6%，实现甜菜叶残渣资源化利用。

　　

摘要

由于具有成本效益和广泛的可获取性，生物质衍生的硬碳（HC）材料正成为钠离子电池（SIBs）中有前景的负极材料。然而，要创建封闭孔隙以提高基于生物质的HC负极的钠储存能力仍然是一个巨大的挑战。通过调节热解温度和前体成分，并采用酸处理和碱处理方法，可以从甜菜叶残渣的生物废物中可控地合成具有更小石墨结构域、更大层间距以及丰富封闭孔隙结构的先进HC材料。系统的物理化学表征表明，高含量的结晶纤维素在热解过程中容易卷曲和缠结，从而形成封闭孔隙结构。经过优化的HC负极（即HC-8h-1400）在0.02/2.0 A g^?1的电流下可提供342.7/130 mAh g^?1的高可逆放电容量，并且具有稳定的循环性能。此外，使用Na₃V₂(PO₄)₃正极制成的完整SIBs在1.0 A g^?1的电流下经过1000次循环后，放电容量仍为93 mAh g^?1，稳定性良好，保留率为83.6%。更重要的是，这项工作实现了生物质废物的二次利用，为大规模制备具有优异钠储存性能的先进HC负极开辟了一条有前景的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。