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锰离子催化缺陷修复硬碳阳极助力高性能钠离子电池

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硬碳(HC)阳极在钠离子电池中表现出了巨大的潜力,但由于存在大量缺陷,其初始库仑效率(ICE)较差,实际比容量较低。 这些含氧基团的缺陷导致了Na+离子的不可逆位置。高度石墨化的碳减少了缺陷, 同时潜在地阻碍了Na+离子的扩散路径。因此,在 分子水平上控制硬碳的石墨化,使其具有开放的Na+离子通道,是实现高性能硬碳的关键。此外,设计一种既能获得高ICE又能获得高容量hc的常规方法具有挑战性。本文提出了一种通用的 锰离子辅助催化碳化策略,以 精确调整石墨化度,消除缺陷,并保持有效的Na+离子路径。制备的硬碳具有92.05%的高ICE和优良的循环性能。同时,提出了“吸附-插层-孔隙填充-钠簇形成”的储钠机理,并对孔隙结构的边界和孔隙填充的具体动态过程进行了清晰的描述。


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