新疆大学唐亚昆&张月&刘浪&武汉大学曹余良：通过调控煤基硬碳微结构的表面化学特性提升钠离子储存性能

本文针对钠离子电池硬碳负极材料面临的成本与性能平衡挑战，以煤炭为原料研究预氧化方法对材料性能的影响。研究背景表明硬碳具有高容量和循环稳定性优势，但高温碳化易导致石墨化问题。研究目的旨在通过不同预氧化方法调控含氧官能团，揭示其对碳结构的调控机制。研究发现碱氧氧化法能定向引入羧基，有效抑制脱羧反应并将分子重排温度窗口扩展至600°C，形成层间距达0.377 nm的乱层结构和丰富闭孔。优化后的硬碳材料容量达308 mAh g⁻¹，平台容量提升1.4倍，并表现出优异的倍率性能和循环稳定性。结论证实通过表面化学调控可构建适宜钠离子存储的微观结构，为高性能硬碳材料开发提供新策略。