酸素駆動による石炭由来ハードカーボンアノードの分子再構成による高性能ナトリウムイオン電池

科学分野:

• 材料科学; 電気化学; エネルギー貯蔵

背景:

• ハードカーボン（HC）は、ナトリウムイオン電池（SIB）の主要なアノード材料です。; 現在のHC材料は、低い比容量と低い初期クーロン効率（ICE）という課題に直面しています。

研究 の 目的:

• HCにおける可逆的なナトリウムイオン（Na+）貯蔵を改善するための効果的な戦略を開発すること。; 微細構造の改質を通じてSIB用のHCアノードの性能を向上させること。

主な方法:

• 相乗的なアルカリ活性化と予備酸化を伴う酸素駆動分子再構成戦略を採用しました。; 酸素官能基を使用して、石炭前駆体中のsp2炭素の再構築を促進し、HCの微細構造を変化させました。

主要な成果:

• 改質されたHCは、層間隔の拡大、擬似黒鉛化領域の増加、および閉鎖細孔構造を示しました。; 25 mA g-1で317.4 mAh g-1の 높은 可逆容量を達成しました。; 印象的な88.05%のICEと優れたレート能力（1000 mA g-1で253.42 mAh g-1）を示しました。; 1000サイクル以上で82.92%の優れた容量維持率を示しました。

結論:

• 酸素駆動による微細構造の再構築は、HCにおける耐久性のあるナトリウム貯蔵に不可欠です。; 提案された戦略は、Na+輸送速度論を効果的に強化し、電解質分解を抑制します。; このアプローチは、SIB用の高性能HCアノードを開発するための有望な経路を提供します。