《生物質基碳材料用作鈉離子電池負極材料研究》是依託南京師範大學，由周小四擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：生物質基碳材料用作鈉離子電池負極材料研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周小四
- 依託單位：南京師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
由於具有較大的層間距，硬碳在作為鈉離子電池負極材料時受到廣泛關注。但是，目前報導的硬碳成本高、製備程式複雜，限制了其在實際生產中的套用。本項目首先通過碳化低成本、可再生的生物質原料，再通過摻雜、活化等後處理製備出幾種生物質基硬碳。這類碳材料有望具有較大的層間距和比表面積。系統研究這類碳材料在作為鈉離子電池負極材料時的電化學性能，期望可以解決目前碳基鈉離子電池負極材料容量低、倍率性能差以及循環壽命短等不足。探討生物質原料種類、碳化溫度、摻雜類型、活化氣氛對儲鈉性能的影響。開發出具有高容量、高倍率、長循環壽命的碳基鈉離子電池負極材料，為鈉離子電池的套用提供理論和實驗依據。
結題摘要
鈉離子電池由於鈉資源豐富、分布廣泛，在大規模儲能領域受到越來越多的關注。 然而，對於鈉離子電池的實際套用而言，開發可行的負極材料仍然是一個巨大的挑戰。為了解決這個難題，我們以低成本、可再生的荷葉桿、海帶、稻殼和棉花為原料，通過簡單酸處理再熱解的方法製備出多種生物質衍生硬碳，並將所得硬碳用作鈉離子電池負極材料。通過改變熱解溫度等調節了生物質衍生硬碳中亂層納米晶的石墨烯層間距和微觀結構，改善了生物質衍生硬碳作為鈉離子電池負極時存在的可逆容量低、循環穩定性和倍率性能差的問題，所製備的硬碳均表現出較好的儲鈉性能和商業化套用前景。其中，稻殼衍生硬碳在25 mA g−1電流密度下循環100圈後可逆容量為346 mAh g−1，與Na3V2(PO4)2F3/C正極組裝的全電池（Na3V2(PO4)2F3/C//RHHC-1300）在25 mA g−1電密度下流循環100圈後可逆容量為228 mAh g−1。項目負責人以第一/通訊作者發表SCI論文19篇、中文核心期刊3篇，其中影響因子10以上的6篇，授權專利1項，申請專利2項。研究工作受到國內外同行的廣泛關注、引用和好評，截止目前，共被他引715次。
