钠离子电池（SIBs）具有钠资源丰富，钠的氧化还原电位低（E0Na+/Na=-2.71 V vs E0Li+/Li=-3.04 V）等优点，有望替代锂离子电池在中/大规模能源存储系统中应用。碳质材料较合金型/转化型材料表现出优良的结构稳定性、可控的多孔结构和高的比表面积等特性，被认为是实用前景较大的钠离子电池负极材料。随着钠离子电池的商业化，利用可持续生物质资源开发高性能炭负极材料已成为制造低成本钠离子电池的重要策略。然而，生物质基炭负极材料与钠离子储存间的构效关系尚未得到广泛的研究与总结，如何通过构建生物质基炭负极材料的结构以提高其储钠性能，将是商业化钠离子电池发展的重要挑战。广东工业大学邱学青、张文礼教授团队长期从事木质纤维素的高值化利用、碳质材料的制备工艺、碳电极材料的储能机理和储能器件（钠离子、钾离子电池，超级电容器，水系储能器件等）等方面的研究工作，近期在《新型炭材料（中英文）》(New Carbon Materials)上发表了题为“Biomass-derived carbon anodes for sodium-ion batteries”的综述文章。该文综述了以生物质废弃物为原料制备先进炭负极材料用于钠离子电池的最新进展（图1）。首先，系统地讨论了炭负极储钠机制的历史观点，以明确其构效关系。其次，介绍了炭材料的孔结构设计、杂原子掺杂、晶体结构控制和形貌调控等策略可以有效地提高生物质基炭负极的储钠性能。最后，从合成方法、微观结构和生产成本的角度，展望了生物质基炭负极材料用于商业化钠离子电池的未来研究方向和挑战。
张文礼，博士，教授，博士生导师，广东工业大学特聘教授，国家海外高层次青年人才，轻工化工学院、先进制造学院教师，主要从事木质纤维素衍生炭电极材料及其工业应用（炭电极材料、绿色化工、电催化和电化学储能等）的研究，在Angewandte Chemie, Advanced Materials, Advanced Energy Materials, Advanced Functional Materials, Chemical Engineering Science，Nano Energy, Energy Storage Materials, Small Methods, Eelectrochemical Energy Reviews, Carbon Research和EnergyChem等期刊发表学术论文120余篇，其中ESI高被引论文10篇，被引用5500余次，h指数39，获得由保加利亚科学院电化学与能源系统研究所颁发的2021年德切科·巴甫洛夫（“Prof. Detchko Pavlov”）青年科学家奖，入选2022年中华环保基金会能源与环境青年人才培养计划，担任Advanced Powder Materials 期刊的特邀编委，Frontiers in Energy Research编委，Carbon Research，Green Energy and Resources，《物理化学学报》等期刊的青年编委。本文来源 ：新型炭材料
图2 钠离子在炭负极中的存储机制