【行业】钠电-硬碳负极成为钠电加速产业化关键(33页)
石墨储钠困难,无法用作钠电负极。相较于锂离子电池,钠离子原子半径较锂离子大至少 35%以上,钠离子较难在材料中嵌入脱出,对负极材料的结构稳定性提出了更高的要求。锂离子电池中主流运用的石墨负极材料的孔径与层间距都无法满足钠离子电池负极的要求。
软碳容量不足,硬碳成为钠电负极首选。无定形碳包括硬碳与软碳,硬碳是在 2800℃以上高温处理后不能石墨化的碳,软碳是经高温处理后可以石墨化的碳。硬碳:内部晶体排布杂乱无序,孔隙更多,且石墨片层间、封闭微孔、表面和缺陷位点都能储钠,所以容量较高。软碳:虽然成本较硬碳低,但是由于具有石墨化结构,所以储钠量较低;虽然可以通过造孔工艺增大容量,但是会增加成本,反而不如硬碳经济。
硬碳材料的储钠位置和形式多样。一般认为钠离子在硬碳中可以储存在三种位置:硬碳表面的边缘和缺陷、石墨层之间的空隙、随机取向的石墨之间形成的微孔。对于硬碳来说,在储钠过程中充放电曲线可以分为两个区域:高电位斜坡区(2~0.1V)、低电位平台区(0.1~0V)。


