分子级生物质组分与交联调控实现钠离子电池硬碳的高初始库仑效率(英文)

2025-06-06 40 1.84M 0

  虽然硬碳(HC)是目前实用性最强的钠离子电池(SIBs)负极材料,而但其首次库仑效率(ICE)的不足会导致在全电池中阴极的钠被过度消耗,因而严重限制了HC在SIBs的实际应用.本文提出一种有机小分子辅助生物质前驱体共热交联策略.首先通过调控竹基前驱体中木质素/纤维素-半纤维素组分含量,然后利用有机小分子(马来酸酐,MA)辅助的热交联技术,实现了精准调控所得HC产物的碳层取向、类石墨微晶畴尺寸和闭孔结构等多重结构特征.前驱体组分的调控促进了碳骨架内sp2杂化结构的形成,从而产生更大的类石墨微晶畴.同时,MA诱导的交联作用有助于在最终高温碳化过程中形成闭孔结构.得益于此,所制备的硬碳材料(HC-BO-MA)展现出93.9%的优异初始库仑效率,同时在20 mA g-1电流密度下具有324 mAh g-1的高可逆比容量.该工作为合理设计用于钠离子电池的高性能生物质衍生硬碳负极提供了重要见解.



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