Selbsttragendes, flexibles, additive freies und skalierbares Hartkohlenpapier, selbstgewebt aus 1D-Mikrogurten: Hervorragende Na-Speicherung bei Raum-/Niedertemperatur und Arbeitsmechanismus

Hartkohle wird als vielversprechendes Anodenmaterial für Natrium-Ionen-Batterien (SIBs) angesehen. Allerdings leidet sie gewöhnlich unter den Problemen der niedrigen anfänglichen Coulomb-Wirkungsgrad (ICE) und der schlechten Leistungsfähigkeit, was ihre praktische Anwendung erheblich einschränkt. Hier wurde ein flexibles, selbsttragendes und skalierbares Hartkohlenpapier (HCP), das aus skalierbarem und erneuerbarem Gewebe gewonnen wird, rational entworfen und hergestellt, um als praktische additivfreie Anode für Raum-/Niedertemperatur-SIBs mit hohem ICE zu dienen. In Ether-Elektrolyt erreicht dieses HCP einen ICE von bis zu 91,2 % mit überlegener Hochratfähigkeit, extrem langer Lebensdauer (z.B. 93 % Kapazitätsrückhalt über 1000 Zyklen bei 200 mA g-1) und herausragender Leistung bei Niedertemperatur. Analysen des Arbeitsmechanismus zeigen, dass der Plateaubereich der geschwindigkeitsbestimmende Schritt für HCP mit einer geringeren elektrochemischen Reaktionskinetik ist, die in Ether-Elektrolyt erheblich verbessert werden kann.