El desarrollo de materiales de ánodo de carbono de alta capacidad puede mejorar aún más la densidad de energía de las baterías de iones de sodio (NIB). Recientemente, investigadores del Instituto de Física, Academia de Ciencias de China (IOP-CAS), informó un ánodo de carbono de alta capacidad (~ 400 mAh g-1) para NIB. Los resultados se publican en Boletín de ciencia .

Desde 2010, Las baterías de iones de sodio (NIB) se han investigado intensamente debido a sus ventajas de costos y recursos y sus posibles aplicaciones en sistemas de almacenamiento de energía a gran escala. Sin embargo, la densidad de energía de los NIB actuales sigue siendo un serio desafío, obstaculizar las aplicaciones comerciales a gran escala. El carbono duro es uno de los ánodos más prometedores en los primeros NIB comerciales por su alta capacidad (~ 330 mAh g-1), buena estabilidad en bicicleta, alta eficiencia Coulombic inicial, costo razonable, y la abundancia natural de materiales precursores.

Aunque se han dedicado grandes esfuerzos al desarrollo de materiales de ánodos de carbono de alto rendimiento, Un comportamiento consistente en la curva de descarga-carga a menudo se presenta con dos regiones distintas:una región de pendiente por encima de ~ 0.1 V y una región de meseta por debajo de ~ 0.1 V. Por lo general, la región de la meseta presenta una capacidad mayor que la de la región de la pendiente, y un ánodo de carbono de alta capacidad a menudo muestra una gran proporción de la capacidad de meseta, lo que podría aumentar aún más la densidad de energía de una celda completa en términos de voltaje promedio hasta cierto punto. Por lo tanto, diseñar y descubrir un ánodo de carbono con una gran proporción de la capacidad de meseta puede ser un enfoque potencial para aumentar la densidad de energía de los NIB.

Recientemente, el equipo del Prof. Yong-Sheng Hu en el Instituto de Física, La Academia de Ciencias de China (IOP-CAS) informó sobre un material de carbono de arquitectura bipanal al carbonizar una especie de carbón vegetal en un horno de grafito de alta temperatura a 1900 ° C. Este ánodo de carbono muestra una alta capacidad de ~ 400 mAh g-1, que es superior a la capacidad g-1 de ~ 330 mAh de los materiales de carbono duro actuales. Aproximadamente el 85 por ciento (> 330 mAh g-1) de su capacidad total se deriva de la larga meseta de bajo potencial por debajo de ~ 0,1 V, que difiere de las curvas de los materiales típicos de carbono duro de los NIB. Cuando se combina con Na estable al aire _0,9 Cu _0,22 Fe _0,30 Minnesota _0,48 O ₂ cátodo en capas, Se obtuvo una alta densidad de energía de ~ 240 Wh kg-1 con buena capacidad de velocidad y estabilidad cíclica. Se espera que el descubrimiento de este ánodo de carbono prometedor atraiga más investigaciones hacia NIB de alta densidad de energía para el almacenamiento de energía eléctrica a gran escala.