武工大成功研发高性能钠离子电池碳负极材料

日前，武汉工程大学化工与制药学院谌伟民团队通过协调表面诱导反应和嵌入式反应等，获得了高性能的钠离子电池碳负极材料。

谌伟民介绍，他们在实验室中先通过高温碳化有机钾盐制备出硬碳，再用硝酸活化，在碳表面创造出丰富的储钠活性位点，同时扩展碳的层间距离，得到一种富含氧官能团的多孔碳材料(ORC);再通过分析碳材料的储钠性能和钠离子在固相电极材料中扩散反应机理，发现了表面诱导储钠和嵌入式储钠的协同作用机制，通过协调表面反应和嵌入式反应，实现了钠离子电池负极材料高的倍率性能和长的循环寿命。通过上述方法获得的含氧官能团活化碳电极材料可以在3分钟内实现满充，循环寿命长达1000余次。

该研究工作也得到了华中科技大学动力与储能电池实验室黄云辉教授团队的大力支持。合作双方目前对硬碳负极的研究主要集中于以自然资源丰富的生物质为原料，通过简易而“绿色”的方法，构筑出异质元素掺杂的多孔生物质碳材料，并将其应用于钠离子电池的研究中，以进一步降低碳材料的制备成本和提高硬碳负极的储钠性能，同时对加快生物质材料的推广和应用也具有重要意义。

发展廉价高效的新型储能电池是大规模储能领域的重要研究方向。由于钠元素丰富的资源和低廉的价格，钠与锂相近的电化学性质，钠离子电池与锂离子电池相似的工作原理，所以钠离子电池被认为在大规模储能领域中具有广阔的应用前景。