900°C热力耦合碳化调控硬碳微结构，实现高性能钠离子软包电池

《Nature Communications》：900°C thermal-force coupling carbonization tailoring hard carbon microstructures enables high performance sodium-ion pouch batteries

　　

摘要

硬碳材料是推进钠离子电池大规模储能应用的有前景的候选材料。然而，硬碳中钠储位点与快速扩散动力学之间往往存在根本性的权衡关系。在此，我们通过机器学习设计范式与低温热-力耦合碳化技术，打破了这一长期存在的制约，实现了硬碳微观结构中丰富的钠储位点与快速Na⁺扩散的协同共存。得益于该低温制备工艺，钠离子软包电池在1.5-4.3 V电压窗口下（基于整个电池）表现出高达208.1 Wh kg^?1的高比能量。此外，所需碳化温度从1300 °C降低至900 °C，使能耗降低49.7%，碳排放降低47.5%。本工作不仅为低温条件下制备高性能硬碳提供了一种双场调控策略，也为可持续钠离子电池的发展提供了一条可行路径。