中国研发出优异储钠性能的碳负极材料

中国科学院物理研究所李云明博士生、胡勇胜研究员等利用水热方法得到了一种硬碳微球，接着又利用棉花作为前驱体通过一步碳化法得到了一种硬碳微管，虽然硬碳具有优异的储钠性能，但是其高昂成本限制了产业化应用。接着他们提出在软碳前驱体沥青中加入第二相例如硬碳前驱体，利用二者之间的相互作用得到了一种无序度较高的非晶碳材料，并且这种复合前驱体具有较高的产碳率(60%左右)，作为钠离子电池的负极材料，其展现了高达250 mAh/g的比容量、优异的循环稳定性和倍率性能。

最近，他们在钠离子电池碳基负极材料上取得了突破，采用成本更加低廉的无烟煤作为前驱体，通过简单的粉碎和一步碳化得到了一种具有优异储钠性能的碳负极材料。裂解无烟煤得到的是一种软碳材料，但不同于来自于沥青的软碳材料，在1600 °C以下仍具有较高的无序度，产碳率高达90%，储钠容量达到220 mAh/g，循环稳定性优异。最重要的是在所有的碳基负极材料中具有最高的性价比。其应用前景也在软包电池中得以验证，以其作为负极和Cu基层状氧化物作为正极制作的软包电池的能量密度达到100 Wh/kg，在1 C 充放电倍率下容量保持率为80%，－20 ℃下放电容量为室温的86%，循环稳定，并通过了一系列适于锂离子电池的安全试验。低成本钠离子电池的开发成功将有望率先应用于低速电动车，实现低速电动车的无铅化，随着技术的进一步成熟，将推广到通讯基站、家庭储能、电网储能等领域。