哈工大、哈工大郑州研究院AM：调控硬碳体相与界面钠存储环境以实现高倍率、低温钠离子电池

本文研究了硬碳作为钠离子电池负极材料的性能提升策略。背景方面，钠离子电池因其资源丰富和低成本优势成为可持续储能技术的理想选择，但石墨负极因层间距小、Na⁺半径大而无法有效储钠，促使研究转向硬碳。研究目的旨在通过调控硬碳的体相与界面钠存储环境，解决其拓扑缺陷导致的不可逆钠捕获、低温及倍率性能不佳等问题。结论部分，哈工大团队采用原位转化碳化策略，制备了表面低浓度N、P掺杂的硬碳材料（NP-HCs）。该材料通过聚磷腈共形包覆杨树木粉前驱体，利用三乙胺的双重作用提取木质素并促进闭孔形成与层间距扩展（0.401 nm），实现了高闭孔含量、快速Na⁺去溶剂化、低扩散势垒及薄无机SEI膜。NP-HCs表现出高可逆容量（428.8 mAh g⁻¹）、首次库仑效率（85.5%）、优异倍率性能及超4000次循环寿命，并在-20°C下1200次循环后容量保持率达93.1%。原位光谱与理论计算揭示了其钠存储机制与加速动力学。