De ontwikkeling van koolstofanodematerialen met hoge capaciteit kan de energiedichtheid van natrium-ionbatterijen (NIB's) verder verbeteren. Onlangs, onderzoekers van het Institute of Physics, Chinese Academie van Wetenschappen (IOP-CAS), rapporteerde een koolstofanode met hoge capaciteit (~ 400 mAh g-1) voor NIB's. De resultaten zijn gepubliceerd in Wetenschapsbulletin .

Sinds 2010, natriumionbatterijen (NIB's) zijn intensief onderzocht vanwege hun kosten- en hulpbronnenvoordelen en mogelijke toepassingen in grootschalige energieopslagsystemen. Echter, de energiedichtheid van de huidige NIB's blijft een serieuze uitdaging, grootschalige commerciële toepassingen in de weg staan. Harde koolstof is een van de meest veelbelovende anoden in de vroege commerciële NIB's voor hoge capaciteit (~ 330 mAh g-1), goede fietsstabiliteit, hoge initiële Coulomb efficiëntie, redelijke kosten, en de natuurlijke overvloed aan voorlopermaterialen.

Hoewel uitgebreide inspanningen zijn besteed aan de ontwikkeling van hoogwaardige koolstofanodematerialen, een consistent gedrag in de ontladings-ladingscurve wordt vaak gepresenteerd met twee verschillende regio's:een hellingsgebied boven ~0,1 V en een plateaugebied onder ~0,1 V. Gewoonlijk, het plateaugebied heeft een hogere capaciteit dan het hellingsgebied, en een koolstofanode met hoge capaciteit toont vaak een groot deel van de plateaucapaciteit, die de energiedichtheid van een volledige cel in termen van de gemiddelde spanning tot op zekere hoogte verder zou kunnen verhogen. Daarom, het ontwerpen en ontdekken van een koolstofanode met een groot deel van de plateaucapaciteit kan een mogelijke benadering zijn om de energiedichtheid van NIB's te vergroten.

Onlangs, het team van Prof. Yong-Sheng Hu aan het Institute of Physics, Chinese Academie van Wetenschappen (IOP-CAS) rapporteerde een bi-honingraatachtig koolstofmateriaal door een soort houtskool te carboniseren in een grafietoven op hoge temperatuur bij 1900 ° C. Deze koolstofanode heeft een hoge capaciteit van ~ 400 mAh g-1, wat hoger is dan de ~ 330 mAh g-1 capaciteit van de huidige harde koolstofmaterialen. Ongeveer 85 procent (> 330 mAh g-1) van zijn totale capaciteit is afgeleid van het lange laagpotentiaalplateau onder ~ 0,1 V, die verschilt van de curven van typische harde koolstofmaterialen van NIB's. In combinatie met luchtstabiele Na _0,9 Cu _0,22 Fe _0.30 Mn _0,48 O ₂ gelaagde kathode, een hoge energiedichtheid van ~ 240 Wh kg-1 werd verkregen met een goed snelheidsvermogen en fietsstabiliteit. De ontdekking van deze veelbelovende koolstofanode zal naar verwachting verder onderzoek leiden naar NIB's met hoge energiedichtheid voor grootschalige opslag van elektrische energie.