生物质衍生硬碳负极材料首圈库伦效率提升策略

摘要

生物质衍生硬碳因其来源广泛、环境友好及优异的电化学性能，被认为是钠离子电池(SIBs)的理想负极材料.然而，其首圈库伦效率(ICE)低和能量密度不足等问题严重制约了其实际应用.因此，开发高性能生物质衍生硬碳负极材料成为推动钠离子电池技术发展的关键.为突破生物质衍生硬碳ICE瓶颈，该文系统综述了近年来提升生物质衍生硬碳ICE的研究进展，重点探讨了碳化条件调控(如程序升温、预碳化)、前驱体预处理、表面包覆改性及预钠化等策略，并深入分析了各方法的优势与挑战.调控碳化条件(如程序升温、预碳化)可优化碳材料的微观结构，提高ICE至78%以上，但面临批次稳定性差的问题.前驱体预处理(如预氧化、组分调控)可增强电子传导性并调控孔隙结构，但工艺复杂且可能产生废液.表面包覆(如软碳包覆)能有效抑制首圈的副反应，提高ICE,但可能影响倍率性能.预钠化能够有效地提高ICE 90%以上，但工艺复杂且规模化难度大.该文从ICE提升策略出发，探讨了不同技术方案的适用性，为未来高性能生物质衍生硬碳负极材料的研发提供了理论指导和技术参考.

关键词

钠离子电池 / 负极材料 / 生物质 / 硬碳 / 首圈库伦效率