钠离子电池硬碳负极的储钠机理及性能研究
作者单位：天津大学材料科学与工程学院
会议名称：《第三届全国新能源与化工新材料学术会议暨全国能量转换与存...》
会议日期：2018年
学科分类：081704[工学-应用化学] 0808[工学-电气工程] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 0703[理学-化学] 070301[理学-无机化学]
摘 要：通过多种方法研究了硬碳的储钠行为和性能,包括采用填充硫和在不同温度下制备的硬碳及不同电解液系统等。结果发现,硫填入硬碳微孔后,低压嵌钠平台消失,表明平台区容量来源于钠离子在微孔中的填充;而随碳化温度升高,硬碳的缺陷和杂原子减少,对应的斜线区容量降低,表明斜线区容量来源于钠离子在缺陷位点或杂原子上的吸附;此外,硬碳在醚类电解液与酯类电解液中相似的脱钠-嵌钠行为进一步排除了钠离子在碳层间的插入机制,因此,提出了吸附-填孔的硬碳储钠机理。本文还通过调控电解液和相应的固体-电解质界面(SEI),来提升硬碳储钠性能。即在硬碳表面预先形成一层稳定的酯类SEI,再在醚类电解液中循环,兼顾了离子扩散动力学和界面稳定性的要求,从而获得了很好的循环和倍率性能。在500 mA g的大电流密度下,仍有高达200 mA h g的比容量,且循环1000圈后无明显衰减。