硬质碳（HC）是一种极具潜力的钠离子电池负极材料，HC电化学存储Na⁺离子，而非化学计量的化学组成取决于它们的纳米级结构，包括碳骨架和间隙孔。因此，通过改变合成条件来优化这些储钠结构可以提高钠离子电池的容量。近日，东京理科大学Shinichi Komaba系统研究了使用MgO、ZnO和CaCO₃作为纳米孔模板的HC，并发现ZnO模板特别有效。

本文要点：

1) 通过优化嵌入碳基质中的ZnO浓度，作者利用葡萄糖酸锌和乙酸锌的混合物作为起始材料，最佳ZnO模板HC表现出464 mAh g⁻¹的可逆容量，具有91.7%的高初始库仑效率和0.18 V的低平均电势。

2) 因此，由Na_5/6Ni_1/3Fe_1/6Mn_1/6Ti_1/3O₂和优化的ZnO模板HC组成的钠离子电池显示出312 Wh kg⁻¹的能量密度，与具有LiFePO₄和石墨的锂离子电池相当。此外，半电池中的ZnO模板HC也显示出381 mAh g⁻¹的容量。

参考文献：

Daisuke Igarashi et.al New Template Synthesis of Anomalously Large Capacity Hard Carbon for Na- and K-Ion Batteries Adv. Energy Mater. 2023

DOI: 10.1002/aenm.202302647

https://doi.org/10.1002/aenm.202302647