Conversion Catalytique Transformative du Carbone Permettant une Graphitisation Supérieure et un Ingénierie des Nanopores dans les Anodes en Carbone Dur pour les Batteries Sodium-Ion

RÉSUMÉ Les carbones durs sont des matériaux d'anode prometteurs pour les batteries sodium-ion (SIB), mais ils rencontrent des défis pour équilibrer la capacité de taux, la capacité spécifique et l'efficacité coulombique initiale (ICE). La pyrolyse directe du précurseur échoue souvent à créer une structure appropriée pour le stockage de sodium-ion. Un contrôle au niveau moléculaire de la graphitisation avec des canaux ouverts pour les ions Na + est crucial pour un carbone dur haute performance, tandis que des pores fermés jouent un rôle clé dans l'amélioration de la capacité de plateau à faible tension (< 0,1 V) des anodes en carbone dur pour les SIB. Cependant, la création de ces pores fermés présente des défis significatifs. Ce travail propose une stratégie de carbonisation catalytique assistée par du gluconate de zinc pour réguler la graphitisation et créer simultanément de nombreux nanopores. À mesure que la température augmente, de très petites quantités de zinc restent sous forme d'atomes uniques dans le carbone dur, présentant une structure de coordination uniforme. Cela atténue le risque de sites électrochimiquement irréversibles et améliore les taux de transport de sodium-ion. Le carbone dur résultant montre une capacité réversible exceptionnelle de 348,5 mAh g −1 à 30 mA g −1 et une ICE élevée de 92,84 %. De plus, un mécanisme de stockage de sodium impliquant