中科院化学所郭玉国Angew.：在无定形碳负极中构建钠离子传输通道实现钠离子电池 10C 倍率快充

背景：在全球能源转型背景下，钠离子电池因其资源丰富、成本低和安全性好，成为电网级储能的重要候选技术。然而，其常用的硬碳负极材料因无序结构导致钠离子扩散路径曲折、扩散势垒高，在高倍率充放电时容量衰减快，限制了其在快充场景的应用。研究目的：为解决上述问题，中科院化学所郭玉国团队旨在开发一种新策略，在无序碳基体中构建高效的钠离子传输通道，以实现高倍率性能与高容量的协同提升。结论：该研究采用分子交联策略，成功制备了具有连续碳片钠离子传输通道的无定形碳负极材料PₓGC（特别是P5GC）。该材料兼具大层间距（≥0.381 nm）的传输通道和丰富的闭合孔道储钠位点，显著降低了钠离子迁移能垒。电化学测试表明，基于P5GC组装的1000 mAh软包全电池在10C倍率下比容量达298 mAh g⁻¹，6分钟即可充至92%荷电状态，且循环1000次后容量保持率达94%。该工作为设计高性能快充钠离子电池负极提供了有效方案。