关键词：石油焦;钠离子电池;负极;电解液;溶剂化
摘 要：石油焦基碳材料成本低，储钠性能优秀，最具工业应用潜力，研究开发与石油焦基碳材料相容性更好的电解液，进一步发挥碳负极材料的储钠性能，已受到科研人员越来越多的关注。在实验室开发石油焦碳材料的基础上，从量子力学&分子动力学计算、电化学分析测试等角度，开展石油焦基钠离子电池负极材料与有机电解液的相容性研究，结果表明：实验室开发的石油焦基负极材料具有显著的无定形碳结构特征，有助于Na⁺的嵌入/脱出；0.01～2.5 V范围内完成充放电测试，在首圈充放电循环中，酯类、醚类电解液中放电比容量分别为406.00 mAh·g^-1、381.91 mAh·g^-1，库伦效率分别为85.04%、90.42%，在0.1～3 C倍率范围内，醚类电解液的电池倍率性能更好；探究了电极材料在酯类、醚类电解液中电化学性能差异的原因，相对酯类电解液，醚类电解液的LUMO能级较高，还原稳定性较好，在电极表面更易形成薄而稳定的SEI膜，有助于减小Na⁺的迁移阻抗，此外，在本体电解液中，醚类电解液中Na⁺迁移速率约为酯类电解液的2倍；电解液的红外、拉曼光谱结果表明，与酯类电解液相比，醚类电解液中PF₆^-更容易进入溶剂化壳层与Na⁺形成配位，这与醚类溶剂弱溶剂化特性有关。系统研究石油焦基钠离子电池负极材料在典型电解液中的储钠行为，有助于推动石油焦基负极材料的应用，为低成本、高比容量钠离子电池技术的发展提供理论及实验依据。
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