华南理工《Small》:以红木废料为原料制备氮掺杂硬碳材料,用于钠离子电池,具有高初始库仑效率和增强的倍率能力
材料分析与应用
2025-07-09 16:31
文章摘要
本研究以非洲红木废料为原料,通过碳化和氮掺杂处理制备了一系列硬碳材料(HC-x和N-HC-1300),用于钠离子电池(SIBs)的阳极材料。研究背景是硬碳因其丰富的自然储量和优异的循环稳定性被视为SIBs的理想阳极,但其初始库仑效率(ICE)和倍率性能有待提高。研究目的是通过优化碳化温度和氮掺杂工艺,提升材料的电化学性能。实验结果表明,N-HC-1300在0.1 C下展现出350.1 mAh g−1的高放电容量和90.1%的高ICE,同时具有优异的倍率性能和循环稳定性(1200次循环后容量保持率为96.5%)。性能提升归因于其分级孔道结构、增大的碳层间距和氮掺杂效应。此外,与N-HC-1300电极搭配的Na₃V₂(PO₄)₃(NVP)也表现出高初始放电容量和良好的循环稳定性。结论表明,该研究为设计和优化高性能SIBs负极材料提供了重要参考。
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