综述：面向下一代钠离子电池的杂原子掺杂硬碳负极：进展与挑战

《Materials Advances》：Heteroatom-Doped Hard Carbon Anodes for Next-Generation Sodium-Ion Batteries: Advances and ChallengesOpen Access

　　

钠离子电池（SIBs）因钠资源储量丰富、成本低廉且环境友好，日益被认为是锂离子电池系统的可持续替代品。然而，高性能负极材料的开发仍然是一个关键挑战。在众多候选材料中，杂原子掺杂硬碳因其优异的电化学性能、增强的容量保持率和结构稳定性而备受关注。本综述重点介绍了杂原子掺杂硬碳在合成与改性方面的最新进展，聚焦于将氮、硫、磷和硼引入碳骨架的策略。文中深入探讨了这些掺杂剂在调节电子结构、引入缺陷以及创造活性位点方面的作用，并强调它们增强钠离子吸附、扩散及整体动力学性能的能力。基本钠存储机制——吸附、嵌入和孔隙填充——与掺杂诱导的变化之间的关系得到了讨论，同时分析了其对离子传输和电荷转移电阻的影响。通过整合合成方法学、结构工程和电化学行为等方面的见解，本工作提供了对杂原子掺杂多方面作用的全方位理解。本综述旨在指导硬碳负极的理性设计，从而实现具有更高能量密度、循环稳定性和商业可行性的新一代钠离子电池。

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? 2026 作者。由英国皇家化学会出版

2026

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