国际学术期刊《焦耳》（Joule）在线发表了华中科大材料学院黄云辉姚永刚教授与武大方永进教授、浙大朱书泽教授合作的最新研究成果，为高性能电池负极材料的精准智能开发提供了新的思路和方法。论文题为“Interlayer-Expanded Carbon Anodes with Exceptional Rate and Long-term Cycling via Kinetically Decoupled Carbonization”。碳基负极具有低成本、高容量等优势，在钠离子电池负极领域得到广泛研究。常用碳基负极包括硬碳和软碳：硬碳负极充放电平台电压平台低、在大电流密度下性能衰减严重且有较大的安全隐患（钠枝晶等问题）；软碳负极安全性好但容量及能量密度低。因此，如何基于科学理解实现碳负极微结构的精准调控是设计高性能钠电负极面临的核心难题。团队提出利用碳化过程（石墨微晶生长，较快）和石墨化过程（石墨微晶片层收缩，较慢）的动力学参数差异，在短时的高温处理下（1950℃，22s）快速碳化并限制石墨片层间距收缩，从而可控制备高性能膨胀碳负极的新策略。为设计和应用高性能钠离子电池开辟了一条新路径。