TMR | 硼氮共掺杂对无烟煤基硬碳负极储钠性能的协同增强效应

本文针对无烟煤基碳材料在钠离子电池应用中存在的循环性能差、存储容量有限和库仑效率低等问题，提出了一种创新的"构建-释放-修复"设计策略。研究通过硼/氮共掺杂的协同效应，构建B-N键、释放不稳定杂原子并修复碳层缺陷位点，显著改善了材料的微观结构和表面工程。优化后的硬碳负极在0.03 A g⁻¹电流密度下实现了344.2 mAh g⁻¹的高比容量和85.3%的初始库仑效率，在0.2 A g⁻¹下经过500次循环后仍保持88.2%的容量保持率。通过原位拉曼光谱和密度泛函理论计算证实，硼/氮协同效应增强了钠离子吸附，降低了扩散势垒，提升了反应活性，促进了低电压平台区域更高效的嵌入和纳米孔填充。该研究为钠离子电池负极材料的微观结构调控和高性能设计提供了重要指导。