我校化材学院吴星樵团队在国际顶级期刊⟪Advanced Materials⟫发表学术论文

硬碳因其成本低廉、氧化还原电位适宜以及优异的储钠性能，已成为钠离子电池的首选负极材料。然而，尽管通过孔结构调控等策略能够提升可逆容量，但这些方法往往会导致材料压实密度的下降，从而限制体积能量密度并阻碍其大规模应用。因此，如何平衡孔结构优化与电极密度保持之间的协同关系，并深入探究其相互作用机制，对推动硬碳负极在实用化钠离子电池中的发展至关重要。

近日，我校化材学院吴星樵/侴术雷联合浙江大学范修林提出了一种硬碳负极的多尺度孔调控策略，有效解决了兼顾高比容量与高体积容量这一长期存在的难题。实验数据与理论计算表明，在水热过程中，乙酸改变了水热炭的疏水性，促进了分散性球形颗粒的形成，并提升了材料的压实密度。预孔工程策略可增加水热炭的自由体积与开放孔结构：其中，酯化反应形成的自由体积有利于最终硬碳中封闭孔结构的构建，而氧化刻蚀产生的开放孔则便于硬碳后续形成微孔结构。得益于对硬碳材料微观与介观尺度的双重调控，该材料展现出优异的电化学性能，其可逆容量达 375.40 mAh/g，首次库伦效率达 90.10%。当厚电极受到更高压实处理时，其球形形貌使其仍能保持较高的克容量（359.49 mAh/g），同时体积比容量得到提升（390.30 mAh/cm³）。与普鲁士蓝正极组装成扣式全电池时，电池能量密度高达 318.44 Wh/kg。值得注意的是，在宏观层面阐明了在低电位下，实验室规模与实际应用级电极中钠嵌入及孔填充过程背后的机制，为开发高能量密度钠离子电池提供了宝贵指导。该研究成果以" High-Compaction Spherical Carbon with Tunable Rich Pore Structures for Efficient Sodium Storage"为题，发表在国际顶级期刊《Advanced Materials》上。我校为第一通讯单位，第一作者是我校化材学院2025届硕士陈青杭。我校化材学院吴星樵博士、侴术雷教授、及浙江大学范修林教授为论文共同通讯作者。相关工作受到国家自然科学基金，浙江省自然科学基金等基金的资助。

相关论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202515495

一审：吴星樵团队

二审：温正灿

三审：雷云祥