清华深研院「国家优青」吕伟Angew | 扭曲微晶硬碳助力高倍率钠离子电池！

背景：开发以低成本煤为前驱体的钠离子电池硬碳负极通常受限于缓慢的动力学和低容量，主要原因是煤中丰富的芳香骨架在高温碳化过程中会产生过度堆叠的微晶，限制了钠离子的嵌入和扩散。研究目的：清华大学深圳研究生院吕伟团队提出了一种使用苯硼酸作为分子模板和掺杂剂的策略，以调控煤基硬碳的微晶结构，旨在克服其结构限制，提升电化学性能。结论：该策略通过π-π相互作用抑制过度堆叠，硼掺杂扰乱电荷分布并引入域内缺陷，形成了具有扩大层间距的扭曲乱层结构域，从而提供了高离子和电子电导率，优化后的硬碳在50 mA g⁻¹下提供了321 mAh g⁻¹的高可逆容量，并在2.5 A g⁻¹的高电流密度下保持了249 mAh g⁻¹的容量，性能优于传统B掺杂硬碳，为低成本、可扩展的钠离子存储材料提供了指导。