深入了解非晶态碳的钠储存机理是开发高性能钠离子电池负极材料的基础。然而，由于控制和表征非晶态碳的局域原子构型的困难，非晶态碳的结构与Na⁺储存之间的内在联系仍然存在争议。

近日，美国约翰霍普金斯大学陈明伟教授报道了利用一种原子结构可调的模型材料，从无序的微孔到逐渐增强的局域石墨有序，定量地研究了局域原子结构对非晶态碳中Na⁺存储的影响。

文章要点

1）研究人员定量研究揭示了Na⁺在硬碳中储存的全貌，包括三种主要机制：Na⁺在充放电曲线低电压平台区对应的局部石墨畴中的插层，Na⁺在部分中电位斜坡区的石墨畴缺陷位上的吸附，以及Na⁺在横跨整个电位范围的完全无序微孔中的吸附，并具有倾斜的特征。

2）研究发现，无序碳中的Na⁺储存动力学最快。而亚纳米尺度的孔隙率工程可以有效地调节无定形碳的局部结构，从而具有大容量和优异的倍率性能。

这种定量研究为设计先进的钠离子电池正极提供了对Na⁺与无定形碳反应机理的基本认识。

参考文献

Jiuhui Han, et al, Effect of Local Atomic Structure on Sodium Ion Storage in Hard Amorphous Carbon, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01595

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c01595