合肥工業大學18日消息，該校科研人員成功製備一種新型碳負極材料，該材料有望實現鈉離子電池的高容量與快充的兩者兼得。
相關成果發表在能源材料領域國際著名學術期刊《先進能源材料》上。
隨著新能源汽車用動力電池的快速發展，鋰資源有限和價格較高的問題日益凸顯。由於鈉與鋰的性質相近，在自然界中的儲量高且價格低廉，因此鈉離子電池被科學界和產業界認為是可替代鋰離子電池的下一代儲能體系。
據介紹，負極材料對鋰/鈉離子電池的快充和倍率性能的影響至關重要，由於鈉離子的離子半徑遠大於鋰離子，目前適用於鋰離子電池的石墨類負極材料已不適用於鈉離子電池，開發高性能非石墨類碳負極材料對於鈉離子電池的發展具有重要意義。
合肥工業大學材料科學與工程學院項宏發教授及其科研團隊，利用氯化鈉模板法結合優化的碳源組成製備出的三維無定形碳材料，實現了對其微觀孔隙與微區結構的有效調控。
該成果利用氯化鈉模板，在不顯著提高比表面積的前提下，適當引入孔徑為2~50 nm的介孔和孔徑>50 nm的大孔同時，利用碳源的組成優化和氯化鈉模板的限域作用，實現無序/有序微區比例的調控，從而在提高碳負極材料倍率性能的同時具有較高的庫倫效率和循環性能。
實驗數據表明，這一新型碳負極材料可在9.6安培每克的電流密度下充放電，獲得的儲鈉容量與其他材料在相近電流密度下相比提升了一倍，且充放電600次後電池性能無衰減。同時，該材料合成方法簡單，且製備過程無汙染，具有廣闊的應用前景。