弄清硬碳的微观结构对于揭示其储钠机理和研制高性能钠离子电池用硬碳负极具有重要意义。目前,虽然已经提出了各种用于硬碳模型的钠储存机制,但它们仍然存在争议。此外,无法很好地解释放电过程中Na+扩散系数令人费解和反常的变化。
受非晶态合金的启发,北京理工大学Ying Bai,Chuan Wu,Yu Li提出并确定了与石墨微晶结构密切相关的非晶态结构与石墨微晶交界处的弥散区。
文章要点
1)特殊的分散区在钠离子扩散过程中起到缓冲作用,并提供了令人满意的存储容量。因此,在设计硬质炭时,应考虑合成条件对分散区局部结构的影响。
2)研究人员通过对有机分子的筛选,精确合成了一种特殊的硬质炭石墨微晶结构,揭示了石墨微晶结构参数之间的制约关系。
3)这项工作对于解决当前关于钠储存机制的争论,弄清钠离子在硬碳低电压区间(<0.1V)扩散的异常现象具有重要的意义。
参考文献
Xin Feng, et al, Unlocking the Local Structure of Hard Carbon to Grasp Sodiumion Diffusion Behavior for Advanced Sodium-ion Battery, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D3EE03347C.