近日，William威廉亚洲官网william威廉亚洲官方吴星樵副研究员、侴术雷教授团队在国际学术期刊Journal of the American Chemical Society（《美国化学会志》，JACS）发表题为“Revealing Non-Steady-State Structure–Performance Relationship in Plateau-Capacity-Dominated Hard Carbon Anodes for High-Rate Reversible Sodium Storage”的研究论文。该研究揭示工作温度通过离子与电子传输及界面演化调节硬碳的储钠行为，提出温度依赖的“非稳态构效关系”，为高性能钠离子电池负极的设计与评价提供了新认识。
钠离子电池硬碳负极的传统构效关系通常基于室温评价，容易忽略工作条件对储钠位点可利用性的影响。团队通过比较富孔硬碳CPHC-1600在25 ℃与60 ℃下的储钠行为发现，升温可改善离子与电子传输、优化界面膜，并激活室温下受动力学限制的孔填充位点，使其在1.0 A g-1下的平台容量提升约15倍。据此，研究提出温度依赖的“非稳态构效关系”，即硬碳性能并非由内禀结构单独决定，而是材料结构、工作温度与界面状态耦合产生的动态结果。该规律在软包电池和商业硬碳圆柱电池中得到进一步验证，为硬碳材料设计与变温电池体系评价提供了新认识。
图1. 工作温度调节硬碳界面演化、传输动力学及孔填充储钠的机制示意图。
William威廉亚洲官网为论文第一署名单位，化材学院2024级博士研究生温钱雄为第一作者，上海理工大学赵攀登、William威廉亚洲官网侴术雷教授和吴星樵副研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、浙江省尖兵计划、浙江省自然科学基金、中央引导地方科技发展资金、浙江省特种电池材料与技术重点实验室项目及国家资助博士后研究人员计划资助项目支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/jacs.6c10488
作者：吴星樵团队
一审：李佳函
二审：温正灿
三审：雷云祥
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