东京科学大学 这种新的硬碳电极材料的更高容量意味着钠离子电池的能量密度比锂离子电池增加19%是可能的 高性价比的可充电电池是几乎所有便携式电子设备的核心，这些设备在现代日常生活中变得无处不在
此外，可充电电池是许多环保技术的重要组成部分，如电动汽车和可再生能源系统
它们也是各种医疗设备的关键使能器，并作为电子传感器和照相机的能源促进各种领域的研究
因此，在开发更好、更便宜的可充电电池方面投入了大量精力，这不足为奇
到目前为止，可充电锂离子电池因其在容量、稳定性、价格和充电时间方面的优异性能而占据首位
然而，锂和其他次要且昂贵的金属，如钴和铜，并不属于地壳上最丰富的材料，它们不断增长的需求将很快导致世界各地的供应问题
在日本东京科学大学，小松新一教授和他的同事们一直在努力寻找解决这个日益恶化的难题的方法，他们使用更丰富的替代材料开发可充电电池
在最近发表在Angewandte Chemie国际版上的一项研究中，该团队发现了一种生产钠离子电池新型碳基材料的节能方法
除了教授
科马巴的团队中还包括
梓·神山和副教授
东京科学大学的久保田博士
永佑和博士
日本国家材料科学研究所的馆山义隆教授和副教授
日本冈山大学的和马·戈托
该研究的重点是通过使用氧化镁作为硬碳内部纳米尺寸孔的无机模板来合成硬碳，硬碳是一种用作可充电电池负极的高度多孔材料
研究人员探索了一种不同的技术来混合氧化镁模板的成分，以精确调整所得硬碳电极的纳米结构
经过多次实验和理论分析，他们阐明了生产容量为478毫安时/克的硬质碳的最佳制造条件和成分，这是这类材料中有史以来的最高记录
教授
科马巴说，“到目前为止，钠离子电池碳基负极材料的容量大多在300至350毫安时/克左右
虽然已经报道了接近438毫安时/克的数值，但是这些材料需要在高于1900℃的极高温度下进行热处理
相比之下，我们采用的热处理温度只有1500℃，相对较低
“当然，温度越低，能耗越低，这也意味着成本更低，对环境的影响更小
这种新开发的硬碳电极材料的容量当然是显著的，并且大大超过目前用作锂离子电池负极材料的石墨(372毫安时/克)
此外，即使具有这种硬碳负极的钠离子电池在理论上可以在0
比标准锂离子电池低3伏的电压差，前者的高容量将导致重量上更大的能量密度(1600瓦时/千克对1430瓦时/千克)，导致能量密度增加+19%
对结果感到兴奋，并着眼于未来，教授
科马巴说:“我们的研究证明，实现高能钠离子电池是可能的，这推翻了锂离子电池具有更高能量密度的普遍看法
我们开发的具有极高容量的硬碳为新型钠存储材料的设计打开了大门
" 需要进一步的研究来验证所提出的材料实际上在实际钠离子电池中提供了优异的寿命、输入输出特性和低温操作
如果运气好的话，我们可能即将见证下一代可充电电池！
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