中国粉体网讯 作为钠离子电池关键材料之一，负极材料对钠离子电池的最终性能起着至关重要的作用。随着新型储能电池的发展，在钠离子电池追求高能量密度和低成本的趋势下，市场对负极材料性能提出了更高的要求。以钛基负极、合金化合物负极、碳负极等为代表的新型负极材料的研发正在如火如荼的进行，同时这也反映了未来负极材料产业化的新趋势。2023年10月25日到26日，第二届先进负极材料技术与产业高峰论坛在广东东莞隆重召开，会议期间，我们邀请到了业内专家、学者，优秀企业家代表做客对话栏目，进行访谈交流。本期，我们邀请到的是广东工业大学材料与能源学院副院长孙志鹏教授。
粉体网：一直以来关于硬碳在钠离子电池中的储钠机理众说纷纭，您比较认同哪种说法？
孙教授：从目前的研究现状来看，对于硬碳材料的储钠机理还没有达成共识。普遍的认知还是以吸附—插层—填孔机理为主。硬碳的结构很复杂且不统一，不同的结构其储钠机理会有差异，因此三种储钠活动同时存在的可能性较大。这与原材料本身结构及其制备方法有密切的联系。
粉体网：相比于其他负极材料，硬碳是如何脱颖而出的？
孙教授：实际上，像钛基负极材料在合成过程中容易将水分子带入产物中，对材料的结构与性能产生不利影响，且大部分钛基材料的首效低于百分之五十。合金型负极在钠离子电池充放电过程中会产生体积膨胀，影响电池循环性能。
硬碳材料最大的优势就是价格便宜，原材料来源广泛，工作电位低。在电化学反应的过程中，体积变形比较小，性能也比较优异，低温和快充性能好。所以综合考虑，硬碳作为钠电负极材料是比较合适的。
粉体网：与天然聚合物相比，合成聚合物合成的硬碳材料有哪些优点？
孙教授：天然高分子聚合物来源广、成本低。但是从合成的方法工艺上来说，合成聚合物的可控性比较强，可以有针对性地调控聚合物的空间构型和设计分子碳链掺杂之后核心位点，在材料结构的可控性方面有优势，对所制备的硬碳材料储钠特性有着积极的意义。
粉体网：合成聚合物制备硬碳材料，对合成聚合物性能要求是怎样的？
孙教授：实际上采用合成聚合物制备硬碳，首先要考虑到材料电化学性能，其次是要求原料可控、产品一致性好。若采用高分子聚合物，要考虑它的分子量和结构中一些杂原子的影响，这对材料的容量、首效、倍率和循环性能起这决定性作用。再来就是价格，我们知道合成聚合物前驱体的价格也是硬碳材料价格的重要因素，前驱体材料价格不宜太高。
粉体网：目前合成聚合物制备硬碳的产业化进展的程度如何？
孙教授：目前聚合物衍生硬碳材料的成本相对于生物质硬碳较高。主要设计合成工艺的设计，前驱体的生产成本较高。目前大多数硬碳负极企业的选择还是以低成本的生物质硬碳为主要产业化选择。值得一提的是，聚合物衍生的硬碳材料其电化学性能好、原料可控、产品一致性好。国内少数传统的锂电负极企业囊括了聚合物前驱体工艺，实现体系化的专利布局。有望突破成本的限制，早日实现产业化。相信将来如果合成聚合物的成本得到控制的话，聚合物衍生硬碳材料也会蓬勃而生的。
（中国粉体网编辑整理/乔木）
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