北京科技大学《Small》：以甘蔗渣为原料制备硬碳材料，用于高效能钠离子电池

背景：生物质衍生的硬质碳材料因其来源广泛、成本低廉及天然的分级孔结构等优势，在钠离子电池领域具有潜力，但仍面临钠离子存储机制不明和微观结构与性能匹配不足等挑战。研究目的：本文旨在通过梯度温度碳化工艺，以甘蔗渣为原料制备新型硬碳材料，并探究其微观结构、电化学性能及钠存储机制。结论：成功制备出具有平衡石墨晶粒与缺陷、适宜碳层间距和介孔主导孔隙的硬碳材料（HC-1400），在100 mA g⁻¹下初始可逆容量达305.5 mAh g⁻¹，初始库仑效率为89.8%，循环稳定性高，且在0℃下性能良好；系统阐明了协同钠存储机制：电位斜坡区（>0.1 V）通过表面吸附和局部孔隙填充存储，电位平台区（<0.1 V）通过层间插层和次级孔隙填充存储，为钠离子电池负极材料开发提供了新见解。