Spatiotemporal Evolution in Hard Carbon Synthesis via Electrothermal Coupling Strategy for High‐Performance Sodium‐Ion Batteries

材料科学 碳化 法拉第效率 化学工程 碳纤维 焦耳加热 储能 离子 纳米技术 微型多孔材料 电化学 复合材料 电极 热力学 化学 功率(物理) 工程类 物理化学 物理 复合数 量子力学 扫描电子显微镜
作者
Pengfei Huang,Zhaoxin Guo,Zekun Li,Li Chen,Wei‐Di Liu,Jiawei Luo,Zhedong Liu,Jingchao Zhang,Jianrong Zeng,Wenjun Zhang,Xinxi Zhang,Rongtao Zhu,Yanan Chen
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:37 (38): e2507521-e2507521 被引量:35
标识
DOI:10.1002/adma.202507521
摘要

Abstract Conventional hard carbon synthesis through prolonged sintering suffers from structural degradation, including amorphous‐to‐graphitic transitions and pore collapse, critically impairing sodium storage performance. Here, a spatiotemporally controlled electrothermal coupling strategy is proposed that revolutionizes carbonization via in situ joule heating, achieving ultrafast synthesis (30 s) with preserved structural integrity. By precisely regulating current density distribution, this method enables defect‐selective graphitization while maintaining abundant micropores and expanded interlayer spacing (0.39 nm). The optimized hard carbon synthesized at 1000 °C demonstrates exceptional sodium storage capacity (306.83 mAh g −1 ) and record‐high initial Coulombic efficiency (91.99%), outperforming furnace sample by 16.7% in capacity. During the spatiotemporal evolution process, localized electric field can induce directional charge redistribution and lower C─C bond dissociation barriers, enabling rapid formation of microporous structure with enhanced Na⁺ diffusion kinetics and stable interfacial properties. Temporal superiority of this method is evidenced by 79.45% capacity retention after 1000 cycles. This work establishes a paradigm for energy‐efficient carbon material synthesis via spatiotemporal electrothermal control, providing fundamental insights into field‐assisted reaction kinetics for next‐generation battery manufacturing.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
呵呵完成签到,获得积分10
刚刚
碧蓝的灵安完成签到,获得积分10
1秒前
彭于晏应助GY采纳,获得10
1秒前
幸运的科研小狗完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
Jasper应助渺渺兮于怀采纳,获得10
2秒前
2秒前
嗯嗯嗯嗯完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
123完成签到,获得积分10
3秒前
aobo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
cuipi完成签到,获得积分10
4秒前
iNk应助XTZhang采纳,获得10
4秒前
都不好听完成签到,获得积分10
4秒前
负责中恶发布了新的文献求助10
5秒前
CipherSage应助文艺的老太采纳,获得10
5秒前
LV发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
可爱的函函应助Sun采纳,获得10
7秒前
研究啥发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
隐形的西牛完成签到,获得积分10
7秒前
谨慎时光完成签到,获得积分10
7秒前
vvwwvv完成签到 ,获得积分10
8秒前
叶子发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
8秒前
飞快的蛋应助可耐的冰萍采纳,获得40
9秒前
cloverdown发布了新的文献求助10
9秒前
清脆的天空完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
油米盐完成签到 ,获得积分10
9秒前
cao完成签到,获得积分10
9秒前
ww发布了新的文献求助10
9秒前
Lyue完成签到,获得积分10
10秒前
roger完成签到,获得积分10
10秒前
少生气完成签到,获得积分10
11秒前
Akim应助lv采纳,获得10
11秒前
高分求助中
Adhesion Science: Principles & Practice 1234
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Burger's Medicinal Chemistry and Drug Discovery 400
A Step-by-Step Guide to Qualitative Data Coding 2nd Edition 400
Impact of Storage Orientation and Duration on Prefilled Syringe Performance: Break-Loose and Glide Forces, and Injection Time Across Multiple Time Points 360
Programming for Chemical Engineers Using C, C++, and MATLAB 300
Upland Kenya wild flowers and ferns: a flora of the flowers, ferns, grasses, and sedges of highland Kenya 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6665016
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8414684
关于积分的说明 17988004
捐赠科研通 5870546
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2975633
邀请新用户注册赠送积分活动 1951527
关于科研通互助平台的介绍 1878168