厦门大学Adv. Mater.：瞬态烧结技术实现硬碳负极材料碳相精准调控

主要观点总结

本文介绍了厦门大学等合作在《Advanced Materials》期刊上发表的论文，该研究通过瞬态烧结动力学控制合成策略，成功制备了用于钠离子电池的硬碳（HC）材料。该研究精确调控了硬碳的局部石墨化程度和内部封闭纳米孔的生长，显著延长了电池在0.1V以下的低电压平台，提高了钠离子电池的能量密度。同时，文章还介绍了焦耳热高温超快材料制备装置的特点和应用。

关键观点总结

关键观点1: 硬碳（HC）成为钠离子电池最有前景的负极材料之一，其结构复杂性决定了钠离子在其中的多样性存储形式。

HC中的钠存储基本遵循“吸附-填充”机制。

关键观点2: 研究团队通过瞬态高温脉冲处理成功制备了具有短程有序石墨微区和适当尺寸封闭纳米孔的亚稳态硬碳，显著提高了钠离子电池的能量密度。

这种优化后的硬碳样品在0.1V以下的低电压区域展现出显著延长的放电平台，最佳样品的放电平台容量高达325 mAh g−1，提升了钠离子电池的能量密度20.7%。

关键观点3: 该研究不仅为硬碳负极的合成、优化和商业化提供了突破性的变革，而且通过机器学习揭示了“碳相演变-电化学”之间的关系，为碳质电极材料的结构优化和性能提升提供了新的思路。

研究团队通过实验和理论计算深入阐释了不同脉冲宽度下碳相和封闭纳米孔的结构演变及其与钠离子存储电化学性能的关联。

关键观点4: 焦耳热高温超快材料制备装置可实现毫秒级别升降温，极大地节约了科研时间，并可用于多种材料的超快速高质量制备。

该装置可抽真空或通氛围气体使用，根据要求进行定制，已广泛应用于能源催化材料、石墨烯等二维材料、高熵化合物、陶瓷材料等的制备。