元素百科介绍便宜的无烟煤变成便宜的电池材料。最近，中国科学院物理研究所在钠离子电池碳基负极材料研究方面取得了突破。科学家们使用低成本的无烟煤作为前驱，通过简单的粉碎和一步碳化获得了一种具有优异钠储存性能的碳负极材料。
钠离子电池负极材料的优点
与锂相比，钠储量丰富，分布广泛，成本低，物理化学性质与锂相似。因此，钠离子电池的研究再次受到科研界和工业界的广泛关注。与锂离子电池相比，钠离子电池的能量密度通常较低，虽然不适合便携式电子设备和电动汽车领域的能量密度要求较高，但适合低速电动汽车和通信基站、家庭储能、电网储能等领域的能量密度要求不太高，对成本敏感。高性能电极材料的发展对于实现钠离子电池的商业应用至关重要，特别是高性能、低成本的负极材料仍然是制约钠离子电池实用性的瓶颈。
在众多报道的钠离子电池负极材料中，高度有序的石墨软碳负极材料储钠容量较低(通常低于100 mAh/g），由于比容量高、循环寿命长等优异的综合性能，高度无序的硬碳材料被认为是应用前景最广阔的负极材料。中国科学院物理研究所的博士生李云明和研究员胡永生通过水热方法获得了一个硬碳微球，然后用棉花作为前驱，通过一步碳化方法获得了一个硬碳微管。然后他们建议在软碳前驱沥青中添加第二相，如硬碳前驱，利用两者之间的相互作用获得高无序的非晶碳材料，这种复合前驱产碳率高(约60%)。作为钠离子电池的负极材料，其比容量高达250mah/g，循环稳定性和倍率性能优异。
无烟煤裂解获得软碳材料
它们最近通过裂解无烟煤获得了一种软碳材料，但与沥青不同。1600℃以下仍有较高的无序度，产碳率高达90%，储钠容量达到220mah/g，优良的循环稳定性。最重要的是在所有碳基负极材料中具有最高的性价比。其应用前景也在软包电池中得到验证，软包电池作为负极和Cu基层氧化物的能量密度为100Wh/kg，在1C充放电率下，容量保持率为80%，循环稳定，并通过了一系列适合锂离子电池的安全试验。低成本钠离子电池的成功开发有望率先应用于低速电动汽车，实现低速电动汽车的无铅化。随着技术的进一步成熟，将推广到通信基站、家庭储能、电网储能等领域。
