255.7 mAh/g！预氧化策略提升首效！浙大涂江平&王秀丽，最新AEM！

研究概述

由于沥青的直接碳化通常会形成有序的石墨结构，不利于钠的储存。

基于此，2024年9月26日，浙江大学涂江平教授/王秀丽教授在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《Oxygen-Crosslinker Effect on the Electrochemical Characteristics of Asphalt-Based Hard Carbon Anodes for Sodium-Ion Batteries》的研究论文。

在这里，沥青在空气中特定温度下的预氧化引入含氧官能团连接不饱和脂肪烃和芳烃侧链，形成无序的碳骨架，以抑制碳化过程中的熔化和重排。大量含氧官能团阻碍了热解过程中碳层的生长，从而促进沥青基硬碳（HCs）中无序相和大量微孔的形成。

在此，研究人员通过调整碳层和微孔演化，同时提高了初始库仑效率、容量和硬碳中钠离子传输行为。优化后的HCs显示出86.14%的优异初始库仑效率，在0.1 C时可逆容量高达313.83 mAh g−1，在5 C时的倍率性能为140 mAh g−1。与O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极配对后，全电池具有更高的可逆容量，为255.7 mAh g−1，初始库仑效率为83.7%，有较长的循环寿命。

基于沥青基HCs的微观结构和电化学行为，研究人员提出了“吸附-插入-孔隙填充”的钠储存机制，为设计高能量密度的钠离子电池提供了指导。

图文解读

图1：XRD和拉曼光谱分析

图2：HRTEM图像和孔结构表征

图3：HCs的电化学性能

文献信息

Oxygen-Crosslinker Effect on the Electrochemical Characteristics of Asphalt-Based Hard Carbon Anodes for Sodium-Ion Batteries, Advanced Energy Materials, 2024. https://doi.org/10.1002/aenm.202403084