Lo sviluppo di materiali per anodi di carbonio ad alta capacità può migliorare ulteriormente la densità energetica delle batterie agli ioni di sodio (NIB). Recentemente, ricercatori dell'Istituto di Fisica, Accademia cinese delle scienze (IOP-CAS), ha riportato un anodo di carbonio ad alta capacità (~ 400 mAh g-1) per i pennini. I risultati sono pubblicati in Bollettino Scientifico .

Dal 2010, Le batterie agli ioni di sodio (NIB) sono state oggetto di studi approfonditi a causa dei loro vantaggi in termini di costi e risorse e delle possibili applicazioni in sistemi di accumulo di energia su larga scala. Però, la densità energetica degli attuali NIB rimane una seria sfida, ostacolare le applicazioni commerciali su larga scala. Il carbonio duro è uno degli anodi più promettenti nei primi pennini commerciali per alta capacità (~330 mAh g-1), buona stabilità in bicicletta, elevata efficienza coulombiana iniziale, costo ragionevole, e l'abbondanza naturale di materiali precursori.

Sebbene siano stati dedicati ampi sforzi allo sviluppo di materiali per anodi di carbonio ad alte prestazioni, un comportamento coerente nella curva di scarica-carica è spesso presentato con due regioni distinte:una regione di pendenza superiore a ~ 0,1 V e una regione di plateau inferiore a ~ 0,1 V. Di solito, la regione dell'altopiano presenta una capacità superiore a quella della regione del pendio, e un anodo di carbonio ad alta capacità mostra spesso una grande proporzione della capacità di plateau, che potrebbe aumentare ulteriormente la densità di energia di una cella piena in termini di tensione media in una certa misura. Perciò, progettare e scoprire un anodo di carbonio con una grande proporzione della capacità di plateau può essere un potenziale approccio per aumentare la densità energetica dei NIB.

Recentemente, il team del Prof. Yong-Sheng Hu presso l'Istituto di Fisica, L'Accademia cinese delle scienze (IOP-CAS) ha riportato un materiale in carbonio per architettura a nido d'ape carbonizzando un tipo di carbone in una fornace di grafite ad alta temperatura a 1900 ° C. Questo anodo di carbonio mostra un'elevata capacità di ~ 400 mAh g-1, che è superiore alla capacità g-1 di ~ 330 mAh degli attuali materiali in carbonio duro. Circa l'85 percento (> 330 mAh g-1) della sua capacità totale deriva dal lungo plateau a basso potenziale al di sotto di ~ 0,1 V, che differisce dalle curve dei tipici materiali in carbonio duro dei pennini. Quando accoppiato con Na . stabile all'aria _0.9 Cu _0.22 Fe _0.30 mn _0,48 oh ₂ catodo stratificato, è stata ottenuta un'elevata densità di energia di ~240 Wh kg-1 con una buona capacità di velocità e stabilità del ciclo. Si prevede che la scoperta di questo promettente anodo di carbonio attiri ulteriori ricerche verso NIB ad alta densità di energia per lo stoccaggio di energia elettrica su larga scala.