四川
通讯作者：邱介山教授、杨琪教授
通讯单位：北京化工大学
DOI: 10.1021/acsnano.3c08889
研究背景
钠离子电池（SIBs）因其丰富的储备和安全性等多种优点而受到全世界的关注。然而，高性能高比容量碳阳极的缺乏使工业化面临挑战。基于此，北京化工大学邱介山教授和杨琪教授等人报道了一种通用的金属辅助的碳微晶结构方法（利用各种金属元素调节多环芳香烃衍生碳材料微晶结构，包括Mn、Nb、Ce、Cr和V），为提高碳材料的钠存储性能提供了一种特殊的途径。
文章要点
1、作者报道了一种利用各种金属元素（包括Mn、Nb、Ce、Cr和V）调节多环芳香烃衍生碳材料微晶结构的通用方法，以提高碳材料在SIBs中的比容量。通过各种表征，确定了“结合能”作为描述符，量化金属元素调节微晶结构的能力。
2、本文通过对原位热处理X射线衍射和多光谱的系统研究，揭示了构建空间位阻（C-O-C键）抑制芳香族缩聚反应的调控机制。对比树脂和生物质前驱体，多环芳香烃型沥青的碳前驱体具有较高的碳产率（40%）。在电流密度为0.05 A g-1的情况下，合成的碳材料提供高达390 mAh g-1的高容量，超过了许多报道的SIBs的碳负极。由不同金属元素（Mn、Nb、Ce、Cr、V）调控碳材料微晶结构，通过关联比容量、拉曼光谱ID/IG值以及理论计算等相关因素，作者识别并提出“结合能”作为描述符来量化金属元素对微晶结构的调控能力。本工作为了解微观芳香族碳碎片的聚集演化机理，提高沥青基碳材料的性能提供了有价值的指导。
图文展示
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