記者從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，該校科研人員成功制備出一種具有優(yōu)異倍率性能、較高可逆儲鈉容量和放電效率的新型碳負(fù)極材料，為研發(fā)高容量可快充鈉離子電池用碳負(fù)極材料提供了新的研究路徑。相關(guān)成果日前發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)能源材料》上。

隨著新能源汽車用動力電池的快速發(fā)展，鋰資源的有限和價格較高的問題日益凸顯。由于鈉與鋰的性質(zhì)相近，在自然界中的儲量高且價格低廉，因此鈉離子電池被科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是可替代鋰離子電池的下一代儲能體系。

負(fù)極材料對鋰/鈉離子電池的快充和倍率性能的影響至關(guān)重要，但由于鈉離子的離子半徑遠(yuǎn)大于鋰離子，目前適用于鋰離子電池的石墨類負(fù)極材料已不適用于鈉離子電池，開發(fā)高性能非石墨類碳負(fù)極材料對于鈉離子電池的發(fā)展具有重要意義。

合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院項(xiàng)宏發(fā)教授及其科研團(tuán)隊(duì)，利用氯化鈉模板法結(jié)合優(yōu)化的碳源組成制備出的三維無定形碳材料（3DAC），實(shí)現(xiàn)了對其微觀孔隙與微區(qū)結(jié)構(gòu)的有效調(diào)控。該成果利用氯化鈉模板，在不顯著提高比表面積的前提下，適當(dāng)引入孔徑為2~50nm的介孔和孔徑>50nm的大孔同時，利用碳源的組成優(yōu)化和氯化鈉模板的限域作用，實(shí)現(xiàn)無序/有序微區(qū)比例的調(diào)控，從而在提高碳負(fù)極材料倍率性能的同時具有較高的庫倫效率和循環(huán)性能。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這一新型碳負(fù)極材料可在9.6安培每克的電流密度下充放電，獲得的儲鈉容量與其他材料在相近電流密度下相比提升了一倍，且充放電600次后電池性能無衰減。同時，該材料合成方法簡單，且制備過程無污染，因而具有廣闊的應(yīng)用前景。