在树脂衍生的无定形碳中产生相互连接的可及的孔结构的分子工程,用于有效的钠储存
能源学人
2026-06-15 14:37
文章摘要
背景: 钠离子电池因资源丰富和安全等优势被认为是锂离子电池的重要替代体系,但其负极材料是制约倍率性能和快充能力的关键。传统硬碳虽容量高,但低电位平台区Na+扩散动力学慢,导致高倍率容量衰减;软碳虽动力学好,但储钠位点少、容量低。现有软/硬碳复合策略难以同时兼顾高容量和高倍率性能。研究目的: 本文旨在通过分子工程策略,在树脂衍生无定形碳中同时构筑高容量的闭孔结构和快速Na+传输的连通通道,以突破高倍率下平台容量衰减的瓶颈。结论: 通过将具有可调含氧官能团和芳香性的软碳纳米核(SCNs,优选PTCDA)引入酚醛树脂前驱体,成功构筑了具有连通可及孔道、扩展层间距(约0.383 nm)和延长碳纳米片(约3.7 nm)的无定形碳负极(PDFC)。该结构降低了Na+迁移能垒,实现了高可逆容量(50 mA g-1下470.7 mAh g-1)和优异倍率性能(5 A g-1下248.9 mAh g-1),并具有良好的循环稳定性。该工作为设计兼具高容量和高倍率性能的无定形碳负极提供了明确的结构设计原则。
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