发展高性能钠离子电池技术对于支撑大规模储能应用和推动能源结构优化具有重要意义。硬碳材料因其资源丰富和储钠性能优异，被认为是钠离子电池的理想负极材料。然而，传统硬碳负极由随机堆叠的短程碳片构成，导致钠离子传输路径曲折、扩散能垒高，严重制约了电池在高倍率下的充放电性能。因此，设计具有高效钠离子扩散通道的碳负极材料，对于提升钠离子电池的快充能力具有重要意义。

近年来，在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和北京市自然科学基金委的支持下，化学所分子纳米结构与纳米技术重点实验室郭玉国课题组一直致力于碳基负极材料的结构设计与性能优化研究。在前期的研究中，课题组提出通过调控沥青衍生无定形碳的纳米片结构，实现了高效的钠离子存储（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202507996）；同时，通过闭孔尺寸的精确调控，揭示了硬碳负极倍率性能的关键影响因素（Adv. Mater. 2025, 37, 2501434）。

为进一步提升钠离子电池的快充能力，减少钠离子在无序碳结构中的传输阻力是关键的突破方向。近期，课题组提出了一种分子水平的设计策略，通过将具有连续片层结构的沥青衍生碳嵌入葡萄糖衍生的无序碳基质中，利用前驱体间的交联反应，成功构筑了富含钠离子“高速公路”的无定形碳复合负极。这一设计在保持闭孔储钠优势的同时，显著提升了钠离子在体相中的扩散动力学。研究发现，连续的碳片层在高温碳化过程中仍能维持较大的层间距（~0.387 nm），有效降低了钠离子的迁移能垒；同时，闭孔结构作为钠离子的存储库，保证了材料的高容量。电化学测试结果表明，所制备的P5GC复合负极在10C高倍率下仍能释放298 mAh g⁻¹的可逆容量，组装的1000 mAh软包电池在6分钟内即可达到92%的荷电状态，且循环1000圈后容量保持率高达86%，显著优于传统硬碳材料。

相关研究成果发表于Angewandte Chemie International Edition期刊https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202525941。论文第一作者为刘海舟，通讯作者为郭玉国研究员。