与传统酯类电解质相比，硬碳（HC）负极在乙醚电解质中的储钠性能表现出更高的初始库仑效率（ICE）和更佳的倍率性能。然而，人们关于HC在乙醚电解质中较快的储钠动力学背后的机理尚不清楚。
近日，北京理工大学吴川教授报道了设计了一种基于木糖水热反应的单分散HC纳米球（HCNS）。
文章要点
1）单分散的形貌可以直观地观察SEI膜和单个颗粒的变化。当HCNS用作SIBs负极时，通过独特的溶剂化Na+和Na+共插层机理，在乙醚电解质中表现出较高的ICE和优异的倍率性能。分子动力学模拟结合X射线衍射（XRD）和傅立叶变换红外（FTIR）光谱，验证了这一点。
2）冷冻电镜（cryo-TEM）、飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）、原子力显微镜（AFM）和深度剖面X射线光电子能谱（XPS）技术结合电化学动力学结果下显示，HCNS在醚电解质中形成的具有高无机比例的薄SEI膜，这有利于Na+离子的传输，并导致高ICE。
3）得益于乙醚电解质的贡献，基于HCNS的半电池中表现出优异的倍率性能（10 A g−1时，容量为214 mAh g−1，120 mAh g−1的超高平台容量）和高ICE（1 A g−1时为84.93%）；在全电池中，1 A g−1循环1000次后，可获得110.3 mAh g−1的诱人比容量。
这项研究全面揭示了醚基电解质对提高用于SIBs的HC负极电化学性能的作用。
参考文献
Ruiqi Dong, et al, Elucidating the Mechanism of Fast Na Storage Kinetics in Ether Electrolytes for Hard Carbon Anodes, Adv. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adma.202008810
https://doi.org/10.1002/adma.202008810.
