近日，课题组博士研究生曾月劲在硬碳材料储钠机理研究方面取得新的进展，相关成果“Bridging microstructure and sodium-ion storage mechanism in hard carbon for sodium ion batteries”在《ACS Energy Letters》发表。

开发具有成本效益与更高性能的电极材料是钠离子电池目前主要的研究方向之一，硬碳作为目前备受关注的商业钠离子电池负极材料，拥有较高的理论容量和成本效益，但由于结构复杂，硬碳储钠的机理依然存在有争议，其结构与电化学性能之间的关系还没有得到充分的阐述。

文章采用三种商用硬碳材料研究了微观结构与钠储存机理之间的关系。研究表明，具有大的层间距（d₀₀₂>0.37 nm）和更小更薄的赝石墨微畴是实现硬碳大的可逆容量的关键，而应该避免存在不足以容纳钠离子插入的长程有序的石墨微畴存在，这会极大的避免可逆容量的损失。在满足上述微观结构要求后，增加闭孔体积也非常重要，这将进一步提高平台区容量。此外，通过综合研究，证明了“吸附-插层-填充”机理是对多种钠储存行为的合理解释。综上所述，本研究加深了对钠离子电池硬碳的微观结构-储钠机理关系的认识，为进一步开发先进的硬碳材料提供了有价值的标准。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c02751