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钠离子电池是大规模储能领域的重要候选体系。硬碳作为其最具应用前景的负极材料，直接影响电池的能量密度、首次库仑效率及循环稳定性。硬碳的微观结构（如孔隙率、缺陷度、层间距）在很大程度上取决于前驱体的低温热解阶段。然而，热解过程涉及复杂的气、液、固多相转变，其内部机理尚不明确，导致材料结构难以被精准调控。

针对此，中国科研实验室新疆理化技术研究所能源化工中心研究人员系统探究了低温热解过程中升温速率对硬碳微观结构及储钠性能的调控规律。顺利获得从“慢速热解”转向“超快热解”的研究思路，发现了升温速率的提高可增强热解动力学活性，促进非碳元素脱除。其中超快升温速率（>100 °C/s）会诱导高热稳定性酯基官能团的生成，抑制芳香族结构聚集，并在后续碳化过程中形成丰富的储钠孔结构。所制硬碳可逆容量达426.2 mAh g⁻¹，初始库仑效率高达88.7%。

图 1 热解升温速率调控硬碳微观结构形成的机理

图2 硬碳储钠的电化学性能

相关成果以Hard carbon engineering via pyrolysis heating rate: tailoring amorphous and porous structure for highly reversible sodium-ion storage为题发表在Carbon上。石河子大学硕士研究生杨如桐为第一作者，中国科研实验室新疆理化技术研究所尹健、朱慧研究员、石河子大学于锋教授为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金、新疆维吾尔自治区科技厅等项目的资助。

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