武汉科技大学《JPS》：自支撑多孔软硬碳材料，用于超长循环锂离子储能

本文研究了自支撑多孔软硬碳材料在锂离子储能中的应用。背景方面，硬质碳材料因其成本低廉、比表面积大、化学稳定性强及优异的电导率，在电池电极材料领域备受关注，但其非法拉第反应机制限制了锂储存容量。研究目的是通过构建具有分级孔结构的氧氮掺杂软硬碳纳米纤维（HSPCNF），实现煤基碳材料的增值利用。研究采用预氧化煤焦油、聚甲基丙烯酸甲酯作为软模板，并借助聚丙烯腈辅助电纺技术，制备了具有多通道结构的氧/氮共掺杂煤焦油基碳纤维。通过精确控制前驱体溶液组成和碳化温度，优化了微观结构，实现了短程有序石墨微晶与无序碳的共存。结论表明，HSPCNF-600电极材料展现出卓越的锂离子储存性能，在0.1 A g−1电流密度下实现1020.3 mAh g−1的高初始可逆容量，并在1 A g−1电流密度下经2000次循环后仍保持97.6%的容量保持率。