|
鈉離子電池具有鈉資源豐富、成本低廉、快充與低溫性能優異等優勢,被視為下一代高效儲能體系的首選。負極材料是決定鈉離子電池儲能性能的關鍵因素。木質素基硬碳具有綜合儲鈉性能優異、原材料資源豐富且可再生、微納結構易調控等優勢,是鈉離子電池實用化進程中最具潛力的負極材料。近年來,關于木質素基鈉離子電池負極硬碳的研究取得了顯著進展,但缺乏系統的梳理和總結,這嚴重限制了其進一步的發展。
針對上述問題,中國林科院林化所蔣劍春院士、孫康研究員團隊系統綜述了木質素基硬碳的最新研究進展,介紹了硬碳關鍵微結構及儲鈉過程機理研究現狀,梳理了木質素基硬碳的制備方法和結構特點,系統總結了原料性質和制備工藝條件對硬碳微結構形成的影響規律和機制,開創性的從原料預處理、制備過程調控和后處理三個方面探討了硬碳微結構和儲鈉性能定向優化的策略,并展望了木質素基鈉電硬碳的發展方向,指出高比能與快充兼顧型鈉離子電池負極硬碳的創制將是未來的研究重點。本研究成果為包括木質素在內的生物質基硬碳的發展指明了方向,助推了鈉離子電池的商業化進程。 上述成果以“Lignin derived hard carbon for sodium ion batteries: Recent advances and future perspectives”為題在線發表于材料科學領域國際頂級期刊Progress in Materials Science(影響因子40.0,中科院一區top期刊)上,實現了我院在該國際頂刊上的突破。林化所王傲副研究員為論文第一作者,林化所孫康研究員、新加坡南洋理工大學Lee Jong-Min教授、南京師范大學付更濤教授為論文共同通訊作者。本研究得到了國家重點研發計劃項目(2023YFB4203700)和中國林科院基本科研業務費專項資金公派留學項目(CAFYBB2020GC012)的資助。(王傲/林化所) |