A Precursor Design Principle for Archipelagic Hard‐Carbon Structural Evolution Through Cohesion–Solvation Regulation of Asphaltene Molecular Heterogeneity

材料科学 电化学 阳极 化学工程 原材料 碳化 纳米技术 储能 碳纤维 密度泛函理论 可再生能源 过电位 群岛国 分子 阴极 沥青质 选择(遗传算法)
作者
Yuhan Liu,Hao Yang,Qianxun Li,Zhenghe Xu,Chao Yang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adma.75517
摘要

ABSTRACT Sodium‐ion batteries are central to the development of affordable electrochemical storage for renewable energy integration. Yet hard‐carbon anode design lacks a precursor‐level principle linking molecular assembly in chemically heterogeneous feedstocks to oxidative stabilization and closed‐pore formation. Here we establish a precursor‐level cohesion‐solvation design principle for regulating molecular selection and assembly in heterogeneous aromatic feedstocks. Toluene‐fractionated asphaltene precursors undergo oxidative crosslinking, redirecting carbonization from continuous coke‐like growth toward separated turbostratic domains and confined closed pores. A hard‐carbon performance screening index (HPSI) quantifies structural and electrochemical performance, while density functional theory (DFT) reveals stronger Na affinity and lower migration barriers in defect‐engineered carbon galleries. The solvent‐selected AHC‐80‐1400 delivers 400.1 mAh g −1 at 0.05 A g −1 with 87.7% ICE and retains 92.3% capacity after 10 000 cycles, while sustaining wide‐temperature sodium storage with 91.8% and 90.4% retention at −20°C and 50°C, respectively. At scale, a 10‐kg batch enables a 1.18 Ah NFM||AHC‐80‐1400 pouch cell, delivering 163.3 Wh kg −1 and 95.5% retention after 700 cycles. A cradle‐to‐gate life‐cycle assessment (LCA) shows that AHC‐80‐1400 production reduces climate‐change impact by 33.7% relative to Commercial HC. These findings establish precursor‐stage molecular selection as a design principle for harnessing feedstock heterogeneity to control carbonization trajectories and electrochemical function.
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
有魅力的斑马完成签到,获得积分10
刚刚
3秒前
3秒前
4秒前
稳重的奇迹完成签到,获得积分10
5秒前
哭泣雅绿完成签到,获得积分10
5秒前
寒冷冰香完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
zby2完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
橙子陈发布了新的文献求助10
8秒前
喆减一发布了新的文献求助10
8秒前
饺子爱看文献哦完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
砚木完成签到 ,获得积分10
9秒前
kkk发布了新的文献求助10
9秒前
oo完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
OK发布了新的文献求助10
11秒前
jkdzp完成签到 ,获得积分10
12秒前
玩家666发布了新的文献求助10
13秒前
打打的应助被zzyfsh采纳,获得10
13秒前
OK发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
16秒前
00发布了新的文献求助50
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
千里珞完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
共享精神的应助被cheng采纳,获得10
20秒前
动听黄豆完成签到,获得积分10
20秒前
OK发布了新的文献求助10
21秒前
OK发布了新的文献求助10
21秒前
OK发布了新的文献求助10
21秒前
我是老大的应助被风子采纳,获得30
21秒前
楠神完成签到 ,获得积分10
22秒前
22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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8086668
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500475
关于积分的说明 21418978
捐赠科研通 7657862
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403165
关于科研通互助平台的介绍 2532198
邀请新用户注册赠送积分活动 2441808