近日，四川輕化工大學教授陳建團隊研究生熊卓在鈉離子電池關鍵負極材料研究中取得突破，相關研究成果于1月5日發表于《儲能雜志》。
該研究針對硬碳負極材料在高初始庫侖效率與優異倍率性能之間難以兼得的關鍵挑戰，從分子尺度結構調控入手，提出了創新的解決方案。通過分子尺度的交聯工程，有效抑制了酚醛樹脂在熱解過程中的發泡行為，顯著減少了材料表面缺陷的形成，從而提升了材料的初始庫倫效率。同時，在高溫碳化過程中，瀝青衍生的類石墨碳層能夠有效地穿插在剛性酚醛樹脂骨架中，形成三維連續導電網絡，極大地提升了材料的電子電導率和鈉離子傳輸動力學。
實驗結果表明，所優化的瀝青/酚醛樹脂復合硬碳材料（PHC-10%）展現出優異的綜合電化學性能：初始庫倫效率高達87%，在0.2C電流密度下可逆容量達到288 mAhg?1，循環300次后容量保持率為88.1%，并展現出出色的倍率性能，在2C高倍率下仍能提供115mAhg?1的可逆容量。該材料在軟包全電池測試中也表現出良好的循環穩定性與實用性。
這項研究從分子尺度出發，通過精巧的“交聯工程”同時實現了硬碳材料表面缺陷的減少與內部導電網絡的構筑，為開發兼具高初始效率、高容量和優異倍率性能的鈉離子電池硬碳負極材料提供了新的設計思路和有效策略，對推動高性能、低成本鈉離子電池的發展具有重要意義。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.est.2025.120140
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