钠离子电池用高性价比软碳材料的设计制备
随着钠离子电池产业化的到来，对碳负极材料的需求量将急剧增加，亟需开发具有低成本、高性能、工艺简单的钠离子电池用软碳负极材料。
在钠电池领域，软碳通常是指在2800℃以上容易石墨化的碳材料，其有序度较高。由于软碳层间的范德华力较弱，其碳层在高温下也具有较大的移动能力，容易形成结晶性的石墨，所以又被称为“易石墨化碳”。软碳的特点① 晶体结构类似石墨，但石墨微晶层有序程度较低，存在少量褶皱和层错结构，呈现出短程有序-长程无序的堆积特点。短程有序的石墨化微晶结构有利于插层储钠，可提高小电流密度下的比容量。
② 软碳中碳层几乎是平行堆叠，少许的旋转和扭曲创造了储锂和储钠位点。
③ 软碳的碳层排列规整度高于硬碳，具有更高的导电性，因此倍率性能相对较好。
④ 软碳的比表面积及表面缺陷程度较低，能减少对酯类电解液的消耗，有助于提高初始库伦效率。
⑤ 软碳工作电压区间(0.2~1.2 V)远高于产生钠枝晶的电压，安全性较好。
⑥ 从商业化角度来看，软碳价格较低、碳化收率高、安全性好且具有一定的电化学性能，具备商业化的潜力。
制备软碳材料的前驱体主要包括石油化工原料及其下游产品，如煤、沥青、石油焦等。以石油焦制备的软碳材料，其曲线呈斜坡状，储钠比容量非常有限，所以需要开发其他高性能的软碳材料应用于钠离子电池。为了提升软碳的可逆储钠容量，可以对软碳的微观结构进行修饰，例如扩大石墨微晶层间距或者构造微孔结构，从而有效抑制体积变化，还可以为Na+扩散提供路径，提高倍率性能与库伦效率。近年来，基于沥青、无烟煤等的软碳材料已经应用于钠离子电池中，其可逆比容量能够达到200 mAh g-1以上，具有较好的循环稳定性。
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