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钠离子电池硬碳中准金属Na的储能机理探讨( Probing the Energy Storage Mechanism of Quasi‐Metallic Na in Hard Carbon for Sodium‐Ion Batteries )
Z Wang X Feng Y Bai H Yang R Dong X Wang H Xu Q Wang H Li H Gao hard carbon sodium‐ion batteries sodium storage mechanism steady state
硬碳(HC)是最有前途的钠电池正极材料,但目前对HC储钠机理的认识还很有限。钠在HC中的稳定状态作为存储机理的一个重要方面,至今尚未得到明确的揭示。本文在理论计算的基础上,揭示了电化学反应中准金属钠的形成机理及钠与碳之间的准离子键。用傅立叶变换红外光谱、气相色谱、核磁共振等方法对反应产物进行分析,进一步证实了准金属钠的存在。此外,根据具体的化学反应,估算出完全碱化的HC的组成为NaC6.7,相应的蔗糖化HC在SIBs中的容量为333.4mAh g1,与实验结果吻合较好。本工作有助于揭示钠的稳态,从电荷转移方面提高对钠在HC中存储行为的认识。此外,所提出的方法也有望为研究其它电极体系中的钠存储机理铺平道路。用密度泛函理论、核磁共振、傅里叶变换红外光谱和气相色谱等方法研究了钠在典型硬碳(HC)中的稳态。电子从HC转移到钠,表明HC中存储的钠保持准金属态,并表现出一定的金属钠性质。准金属钠的状态可以合理地解释钠在HC中存储行为的演变。
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