Fast‐Charging Capabilities of Hard Carbon Anodes in Sodium‐Ion Batteries: Mechanisms, Strategies, and Prospects

阳极 材料科学 纳米技术 电解质 储能 电化学 碳纤维 杂原子 法拉第效率 限制 过渡金属 商业化 离子键合 表面工程 电镀(地质) 溶解 金属 阴极 化学工程 生化工程 电化学储能
作者
Shunyuan Tan,Ya-Long Wen,Jie Li,Zimo Huang,Zhian Zhang,Yanqing Lai,Tian Zhongliang,Simin Li
标识
DOI:10.1002/cnl2.70071
摘要

ABSTRACT The transition toward sustainable energy systems has accelerated the development of sodium‐ion batteries (SIBs) as promising alternatives to lithium‐ion batteries (LIBs), owing to their abundant sodium resources and cost advantages. However, the commercialization of SIBs for electric vehicles (EVs) remains hindered by challenges in achieving fast‐charging performance, particularly at the anode. Hard carbons (HCs), widely regarded as the most practical anode materials, face intrinsic rate limitations due to their complex sodium storage mechanism, which involves a sloping region (> 0.10 V vs. Na/Na⁺) and a plateau region (0.01–0.10 V vs. Na/Na⁺), the latter posing a risk of sodium metal plating during rapid charging. This review examines the structural and kinetic factors that govern the fast‐charging performance of HC anodes. The relationships among HC formation, microstructure, and sodium storage mechanisms are highlighted to clarify how structural features dictate electrochemical behavior. Key factors limiting rate capability, including electronic and ionic conductivity, as well as Na⁺ desolvation and diffusion, are critically assessed. Recent advances in material design, such as precursor optimization, heteroatom doping, closed‐pore structure regulation, metal atom modulation, and surface coating, are evaluated to identify strategies for enhancing Na⁺ transport. Progress in electrode–electrolyte interphase engineering, particularly through electrolyte optimization and HC surface modification for stable SEI formation, is also summarized. By linking fundamental kinetics with practical design, this review provides insights for developing high‐performance HC anodes and accelerating the deployment of fast‐charging SIBs in next‐generation EVs.
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
ironsilica完成签到,获得积分10
1秒前
mrzyfsci完成签到,获得积分10
3秒前
野猪完成签到,获得积分10
5秒前
不回首完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
清秀语儿完成签到,获得积分20
7秒前
Mxue完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
Air云完成签到,获得积分0
8秒前
雪上一枝蒿完成签到,获得积分10
9秒前
琉光完成签到,获得积分10
11秒前
ldz完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
张姣姣完成签到,获得积分10
13秒前
dapan0622完成签到,获得积分10
14秒前
YL完成签到,获得积分10
16秒前
火焰不聪明完成签到,获得积分10
16秒前
lifeup发布了新的文献求助10
17秒前
可爱的函函应助syx采纳,获得10
17秒前
时2完成签到,获得积分10
18秒前
minting完成签到,获得积分10
18秒前
hhhbbb完成签到,获得积分10
19秒前
Liu完成签到,获得积分10
19秒前
21秒前
初十完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
clank发布了新的文献求助10
27秒前
yq发布了新的文献求助10
29秒前
鳖鳖完成签到,获得积分10
30秒前
yuanyuan发布了新的文献求助10
31秒前
luopengdong发布了新的文献求助10
31秒前
磊2024完成签到,获得积分10
31秒前
远离电刀完成签到,获得积分10
32秒前
美丽人生完成签到 ,获得积分10
33秒前
一杯奶茶完成签到,获得积分10
33秒前
asdfgh完成签到,获得积分10
33秒前
醉熏的皓轩完成签到,获得积分10
34秒前
现实的宝马完成签到,获得积分10
35秒前
卡乐瑞咩吹可完成签到,获得积分10
36秒前
七里香完成签到,获得积分10
36秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
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 6512619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8306067
关于积分的说明 17743620
捐赠科研通 5614443
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2923811
邀请新用户注册赠送积分活动 1901047
关于科研通互助平台的介绍 1762754