【摘要】 然而，使用炭材料直接热解煤沥青作为 SIB 阳极只能获得相当不理想的钠储存性能，因为高度的石墨化性质和较小的间层距离会阻碍钠离子的插入。

自1991年索尼公司首次商业化使用以来，锂离子电池已经进行了革命性的发展，它已经被用于许多电子设备和能量存储设备。然而，锂资源的迅速枯竭迫使我们寻找其他替代金属作为下一代储能资源，特别是面对大规模的储能系统。在过去的几年里，钠离子电池(SIBs) ，最接近锂离子电池的技术，已经开始出现，因为地球上的钠储量是锂的1000倍。此外，钠离子电池还具有更好的功率特性、更宽的温度适应性和更好的安全性能等优点。众所周知，钠离子的半径为1.02，大于锂离子的半径(0.76)。此外，使用石墨作为集成电路的阳极时，不容易形成石墨-钠夹层复合物，即开发适当的钠离子插入的阳极材料将加速集成电路的开发和应用。

 

碳质阳极由于其优异的物理和化学特性，如具有电解质的耐蚀性、极高的电导率和高比表面积，无疑是研究最多的阳极材料之一。已经报道了使用各种前体来制备硬质碳，鼓励钠离子可逆储存能力和稳定的循环能力。然而，在 SIBs中使用硬质碳阳极的实际应用仍然受到两个主要方面的阻碍，包括速率性能差和高生产成本。因此，制备具有优良速率性能的廉价碳阳极是当务之急。

 

煤沥青是煤化学工业的副产品，具有易得、成本低、碳收率高等特点，广泛应用于生产功能性炭材料。然而，使用炭材料直接热解煤沥青作为 SIB 阳极只能获得相当不理想的钠储存性能，因为高度的石墨化性质和较小的间层距离会阻碍钠离子的插入。据报道，在沥青的高温转换过程中，熔合态到固态的碳化是最终碳化高度石墨化的根本原因。在这项研究中，我们使用蜜胺泡沫注入沥青，然后在适当的条件下将注入沥青的蜜胺泡沫碳化，以延缓转换从熔融态到固态的过程。此外，我们亦选用硝酸铁作为助剂，以重组最终碳阳极的孔隙率，从而得到高性能的钠离子电池。因此，优化的沥青衍生炭阳极在8.0 C速率(接近3.0 A g-1)下循环1000次后，可获得111mA h g-1的高可逆储存容量。

 

1.Hai-Tao Xue, Qiang Sun, Ruifang Lu, Chan Liu, Pyrolysis of coal pitch-infused melamine foam to construct N-doped carbon anodes for high-performance sodium-ion battery, Journal of Electroanalytical Chemistry, Volume 902, 2021, 115809, ISSN 1572-6657, https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2021.115809.

 

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