近日，校区材料科学与工程学院周薇薇副教授团队在钠离子电池负极材料研究领域取得重要进展。团队提出了一种位阻增强的双交联预氧化改性策略，成功构筑出具有丰富封闭纳米孔结构的沥青基硬碳，实现了显著的储钠性能突破。研究成果以《可程序化调控的位阻增强双交联预氧化策略以突破沥青基碳负极的闭孔储钠性能》（Programmable Steric-Enhanced Dual-Crosslinking Preoxidation Unlocks Closed-Pore Dominated Sodium Storage in Pitch-Derived Carbon Anodes）为题发表于国际期刊《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）。
沥青因其资源丰富、成本低廉和高碳收率，被视为制备钠离子电池（SIBs）硬碳负极的理想前驱体。然而，沥青在碳化过程中表现出显著的石墨化倾向，导致储钠容量受限。为解决这一难题，周薇薇团队创新性地提出了位阻增强双交联预氧化策略。在空气预氧化阶段引入多功能有机磷分子（如植酸），利用位阻效应以及有机磷分子与含氧官能团之间的双交联协同作用，实现了对碳前驱体结构的精准调控，从而获得了富含封闭纳米孔的硬碳结构。该策略赋予材料以孔填充为主导的Na?储存机制，表现出378.4 mAh g-1的可逆容量及90%初始库伦效率，在储钠性能上取得了显著突破。此外，通过系统调控有机磷分子的含磷官能度，实现了硬碳结构与储钠性能的定量关联，建立了一个可程序化调控的硬碳设计平台，为开发高性能、低成本的沥青基钠离子电池负极材料提供了新的思路与普适性方法。
位阻增强双交联预氧化沥青策略示意图
该论文通讯作者为周薇薇副教授、苏新教授和何海勇博士，材料学院2020级本科生张广悦、2023级硕士研究生刘立科为该论文的共同第一作者。该研究工作获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目资助。（刘立科）
论文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202505021
