高倍率及び低温ナトリウムイオン電池のための亜鉛単原子調整ハードカーボン

ハードカーボンはナトリウムイオン電池（SIB）の商業化可能なアノード材料の中でも最も重要なものであり、レート能力と比容量または初期コルンビック効率（ICE）とのトレードオフに対処しなければなりません。また、低温（LT）での性能の急激な低下についてはまだ十分に理解されていません。本研究では、原子Znドーピングを通じたハードカーボンの界面/バルク電気化学に関する包括的な調整を報告しており、記録的な可逆容量（546 mAh g^-1）、良好なICE（84%）、優れたレート能力（140 mAh g^-1 @ 50 A g^-1）、および優れたLT容量（443 mAh g^-1 @ -40 °C）を示し、最先端の文献を上回っています。本研究は、Znドーピングが一般的にローカル電場を誘発して迅速なバルクNa+輸送を可能にし、同時にNaPF6の分解を触媒して頑丈な無機質豊富な固体電解質インターフェースを形成することを明らかにし、電気化学的性能の向上の根底にある起源を説明しています。重要なことに、室温と異なり、電解質の固有のNa+移動/脱溶媒化能力がLTでのSIB性能における重要なレート決定因子であることが明らかにされました。本研究は、さまざまな温度での電荷貯蔵動力学に関する基本的な理解を提供します。