炭化温度诱导的硬碳结构演变及其储钠机制研究

摘要

<正>摘要：以聚苯胺为前驱体，经过不同炭化温度制备硬碳材料，利用XRD、XPS、SEM和TEM对材料的形貌结构进行表征，以其为负极材料组装了钠离子半电池，并通过恒流充放电测试其电化学性能。实验结果表明，随着温度的升高，硬碳材料的碳层结构由无序到有序转变，其中石墨化程度、缺陷浓度、孔结构及层间距与炭化温度密切相关。当炭化温度为1 200℃时，硬碳材料具有发达的闭孔结构和最优的综合电化学性能，以其为负极组装的钠离子半电池，具有88%的初始库仑效率和291.7 mAh/g的比容量。非原位拉曼光谱测试结果进一步表明，随着电压从2.000 V放电至0.001 V，硬碳材料表现出“表面吸附-层间插层-闭孔填充”的储钠机制。