如今，电池无处不在，很难想象现代生活中没有电池。在过去的十几年里，由于全球环保意识的提高，电动汽车市场的扩大以及世界各国政府的支持，充电电池的市场价值在全球范围内迅速增长[1]。特别是锂离子电子，由于其成本优势和优越的技术性能（比其他可充电电池更小更轻，但具有最高能量和功率密度，电池使用过程中充放电循环次数多），增长最快，成为了最常用的可充电电池[2]。然而，锂的产量却无法满足电池生产商的需求，随着全球电动汽车普及率的持续上升，电池生产商的需求预计将在未来10年翻番。这种差距带来的是在过去的几年里原材料价格的飙升，特别是电池级碳酸锂[3]。
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NIBs的工作原理和电池设计与锂离子电池的工作模式类似，根本区别在于电荷载体是钠离子（Na+）。如图1所示，使用摇椅机制通过化学能和电能相互转化来储存能量。在充电过程中，电能用于促进电子从阴极移动到阳极。同时，通过钠离子从阴极释放并通过电解质移到阳极来维持电中性。在放电过程中，流程是相反的。然而，从设计的角度看，Na的离子半径（1.02 Å）比Li（0.76 Å）大得多，所以找到合适的阳极材料来容纳钠离子，而且同时能够快速插入和拔出，是非常有挑战性的。石墨常用于锂离子电池的阳极材料，它不支持钠的插入，所以大量的研究集中在开发其他合适的电极上。由于碳基阳极材料的高丰度和低成本，它仍然是最有前景的NIBs体系[5]。为了获得高可逆容量，大部分设计着重于制作具有大量微孔的阳极材料，且只有钠离子可以进入。筛分碳（具有高度可调的纳米孔和收紧的孔入口）[6]，生物质的硬碳[7]或具有定制孔隙网络的硬碳只是提议里的高能碳阳极的例子。
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