鈉離子電池由于具備成本優(yōu)勢(shì)，而且在低溫性能和安全性能等方面優(yōu)于鋰離子電池，因此展現(xiàn)了巨大的開(kāi)發(fā)潛力。負(fù)極材料作為鈉離子電池關(guān)鍵構(gòu)成材料之一，主要包括碳基材料、金屬化合物、合金材料和非金屬單質(zhì)。其中，硬碳由于具有資源豐富、成本低廉和可逆比容量高等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是鈉離子電池最具商業(yè)化前景的負(fù)極材料。然而，倍率性能不理想嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展。另外，截止到目前，關(guān)于硬碳材料的制備方法、材料微觀(guān)結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系也尚未得到明確闡述。

基于此，我院吳星樵團(tuán)隊(duì)提出了利用酸洗調(diào)整前驅(qū)體組分實(shí)現(xiàn)了硬碳結(jié)構(gòu)精確構(gòu)筑實(shí)現(xiàn)了快速鈉存儲(chǔ)的目的。利用物理表征，并進(jìn)一步結(jié)合原位拉曼、恒流間歇滴定技術(shù)等分析，成功建立了制備方法、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)鈉行為和電化學(xué)性能之間的多重構(gòu)效關(guān)系。時(shí)，大電流密度、高面密度以及低溫條件下獲得的電化學(xué)性能表明所制備的RHC負(fù)極具有低電化學(xué)極化和優(yōu)異的電荷存儲(chǔ)性能。此外，將其進(jìn)行擴(kuò)大化制備已成功實(shí)現(xiàn)硬碳材料的公斤級(jí)生產(chǎn)。規(guī)?；苽涞挠蔡疾牧辖M裝的扣式全電具有278.5 Wh kg-1的能量密度，同時(shí)，該材料的實(shí)際應(yīng)用還可進(jìn)一步擴(kuò)展到18650圓柱電池，表現(xiàn)出優(yōu)異的儲(chǔ)鈉性能。該工作為設(shè)計(jì)高性能硬碳材料并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)提供了一種實(shí)用策略。

該成果以“Industrial-scale Hard Carbon Designed to Regulate Electrochemical Polarization for Fast Sodium Storage”為題，發(fā)表在A(yíng)ngewandte Chemie International Edition上。我院博士后吳春、2021級(jí)碩士生楊云銳為論文共同第一作者，侴術(shù)雷教授、吳星樵博士為該論文共同通訊作者，溫州大學(xué)為第一通訊單位。相關(guān)工作受到國(guó)家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、溫州市自然科學(xué)基金等資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202406889