钠离子电池凭借其资源与成本优势，在电网调频、规模储能等领域前景广阔。硬碳因其可通过内部闭孔存储准金属钠簇，成为主流的负极材料。然而，其高容量所依赖的高度无序结构和短碳片堆叠，导致了曲折的离子扩散路径和高传输能垒，严重制约了倍率性能，难以满足快充需求。现有“软硬碳复合”策略试图兼顾软碳的导电性与硬碳的容量，但两者所需的最佳碳化温度存在根本冲突：软碳需低温维持大层间距以利离子传输，硬碳需高温形成闭孔以实现高容量。这一矛盾限制了复合材料的性能上限。

   近日，郭玉国研究员团队通过分子交联策略，将具有大层间距的互连碳片嵌入无序碳基体中，构建了Na⁺高速公路，成功开发出一种能够实现10C快充的无定形碳（AC）负极。Na⁺高速公路提供了绕过固有曲折性的直接路径，降低了扩散阻力，并促进Na⁺快速抵达作为高效存储库的封闭孔隙，从而充分释放了AC的Na⁺存储潜力。在实际1000 mAh软包全电池中的评估表明，优化后的AC负极在10C倍率下提供了298 mAh g⁻¹的高比容量，这直接使得软包电池能够在6分钟内达到92%的荷电状态。此外，得益于AC负极的结构稳定性，全电池表现出优异的循环稳定性，在1000次循环后仍保持94%的初始容量。研究为高性能AC负极提供了一种实用的设计策略，为将超快充钠离子电池应用于新型电力系统的频率控制铺平了道路。

图中(a, b) 由短碳片构成的传统硬碳中Na⁺传输模型。(c, d) 连续碳片结构中的Na⁺传输模型。(e, f) 不同模型中Na⁺在各阶段的迁移能垒。注：所报告的能垒对应于示意图中标示的单个Na⁺的迁移过程

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202525941