通过协同优化策略实现(Bi0.5Na0.5)0.7Sr0.3TiO3基陶瓷的高储能性能

本文推荐：研究者创新性地采用超快热转化技术（30秒）从焦煤中合成硬碳（hard carbon），通过调控温度精准优化石墨微晶（3.71 ?层间距）、无定形碳和纳米闭孔结构，获得高比容量（251.40 mAh·g?1@0.1C）和优异倍率性能的钠离子电池（SIBs）负极材料，揭示了吸附-插层-填孔协同储钠机制，为煤基硬碳的快速制备及储钠机理研究提供新思路。

　　

Highlight

焦煤衍生的硬碳通过超快热转化技术（仅30秒）成功制备，其石墨微晶层间距达3.71 ?，结合无定形碳和纳米闭孔结构（比表面积S_BET=3.53 m²·g^?1），展现出251.40 mAh·g^?1的高容量和卓越倍率性能。

Results and discussion

超快加热过程中，焦煤样品在碳布夹层中经历两阶段升温（图1d），伴随剧烈发光现象（图1e）。温度调控显著影响硬碳微观结构：高温促使挥发物快速释放，扩大层间距并形成丰富闭孔，而缺陷程度同步增加。电化学测试（CV、GITT）结合理论计算表明，钠离子存储机制为吸附（adsorption）、插层（intercalation）与填孔（pore filling）的协同作用。

Conclusions

1. 1.

   碳化温度升高导致层间距动态变化，闭孔结构逐步形成；

2. 2.

   硬碳的储钠性能与石墨微晶取向、缺陷密度及孔隙分布强相关；

3. 3.

   超快加热技术为煤基高容量硬碳的工业化生产提供高效路径。

（注：翻译部分保留了原文的学术严谨性，同时通过"剧烈发光""动态变化"等表述增强生动性，专业术语如S_BET、CV等均按规范标注。）