单原子Nb掺杂硬碳

低温高倍率超稳

以Nb-N₄活性位点同时优化体相离子传导与界面SEI，实现硬碳负极在-20°C、10C下稳定循环。

Yangyang, Liu · Ao, Zou · Ting, Ni · Fan, Zhang · Wang, Gang · Liu, Xiaojie · Wang, Hui · 王贝贝

Advanced Functional Materials 2026

具体参数

循环后容量

{'zh': '238', 'en': '238'} mAh·g−1

低温可逆容量

{'zh': '184', 'en': '184'} mAh·g−1

全电池能量密度

{'zh': '230', 'en': '230'} Wh·kg−1

全电池功率密度

{'zh': '6.69', 'en': '6.69'} kW·kg−1

技术优势

低温性能优异

Nb-N₄位点促进Na⁺去溶剂化和扩散，使-20°C下仍保持184 mAh·g⁻¹的可逆容量。

长循环稳定

优化的界面SEI富含无机物，抑制副反应，使10C下循环3000次仍保持238 mAh·g⁻¹。

全电池能量密度高

与Na₃(VPO₄)₂F₃正极组装的全电池实现230 Wh·kg⁻¹的能量密度。

应用场景

• 钠离子电池负极：替代传统硬碳负极，解决高倍率下容量衰减和低温性能差的问题。
• 低温储能器件：在-20°C仍保持184 mAh·g⁻¹容量，可用于极地、高原等低温场景。
• 高功率储能：10C下3000次循环后仍保持238 mAh·g⁻¹，适合高功率设备。
• 柔性电池：硬碳负极结构稳定，可结合柔性集流体用于柔性钠电池。