Mewujudkan peningkatan penyimpanan ion natrium untuk anoda karbon keras turunan antrasit melalui strategi modifikasi permukaan aktivasi

Abstrak
Antrasit menawarkan beberapa keuntungan, termasuk kandungan karbon yang tinggi, struktur aromatik yang berkembang dengan baik, dan biaya rendah, yang menjadikannya prekursor yang hemat biaya untuk anoda karbon keras dalam baterai ion natrium. Namun, tingkat pengotornya yang lebih tinggi dan lebih sedikit cacat permukaan membatasi aplikasinya yang lebih luas. Dalam studi ini, kami mengusulkan strategi aktivasi dan modifikasi permukaan untuk mengatasi kekurangannya, khususnya kapasitas penyimpanan ion natrium yang rendah dan efisiensi coulombik awal (ICE) yang rendah. ZnCl2 digunakan sebagai aktivator untuk memasukkan banyak pori ke dalam struktur karbon keras, sehingga meningkatkan lokasi penyimpanan ion natrium. Lebih jauh, pitch karbon lunak diaplikasikan untuk memperbaiki struktur pori yang terlalu besar dalam karbon keras, meningkatkan efisiensi coulombik awalnya. Hasilnya, karbon keras yang dimodifikasi mencapai kapasitas reversibel sebesar 240 mAh g⁻¹ dan efisiensi coulombik awal sebesar 82,52% pada laju pelepasan 0,1C. PCAC-1200 juga menunjukkan stabilitas siklus yang baik dengan retensi 76,2% setelah 100 siklus. Selain itu, masih memiliki kapasitas 101,2 mAh g⁻¹ pada perbesaran tinggi 5C. Kami yakin bahwa anoda karbon keras antrasit yang disiapkan dengan strategi modifikasi permukaan aktivasi ini menunjukkan prospek aplikasi yang baik di bidang penyimpanan energi ion natrium.