硬碳因來源廣泛、性能優(yōu)異而易于實現(xiàn)商業(yè)化應用，但仍面臨著首次庫侖效率低、倍率性能差等問題。
硬碳具有大的比表面積和大量缺陷，從而造成低的首次庫侖效率。
而首次庫侖效率低反映了電池在首次充放電過程中發(fā)生了大量的不可逆反應，其中主要包括再循環(huán)過程中電解液分解形成電解質(zhì)界面膜(SEI)對部分鈉離子的消耗和由高比表面積、孔隙、缺陷和官能團引起的其他不可逆反應的結(jié)果。
在半電池中，鈉的含量是過量的，無需擔心鈉的消耗，在全電池中，鈉含量的消耗直接影響電池的容量。
因此，減小硬碳負極材料的比表面積、減少缺陷及閉合部分孔隙是提高首次庫侖效率的關鍵所在。
倍率性能反映出負極材料內(nèi)部動力學性能，其中包括電子的導電性和離子的擴散速率。
普遍認為，相對于鈉離子在硬碳材料層間的脫嵌，在材料表面缺陷的吸/脫附相對來說更容易。
同時，增大層間距亦有利于鈉離子的脫嵌。
豐富的缺陷及較大的層間距都有利于硬碳倍率性能的提升。
針對硬碳材料所面臨的問題及結(jié)合硬碳儲鈉機理可以看出，合理控制硬碳負極材料缺陷和層間距及減小表面積是提升材料化學性能的有效措施。
方法一
雜原子摻雜是研究較多也是較成熟的一種控制缺陷及層間距的方法?？梢酝ㄟ^N、P、S、O等原子摻雜為材料提供表面缺陷及提高導電性，從而提高其倍率性能及比容量。
方法二
除此之外，高碳化溫度可提高碳基負極材料石墨化程度，即碳化溫度增加，樣品缺陷濃度隨之減少。因此，控制碳化溫度不乏是一種較簡單制備高性能硬碳的方法。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
