钠离子电池（SIBs）的高能量密度需要硬碳具有高比容量和高首次库仑效率，然而同时实现这两个特性是一个巨大的挑战。
基于此，2025年3月24日，天津大学丁佳等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Molecular Stitching in Polysaccharide Precursor for Fabricating Hard Carbon with Ultra-High Plateau Capacity of Sodium Storage》的研究论文。
在此，作者提出了一种独特的分子缝合策略，用于编辑普通淀粉的聚合物结构，以合成具有成本效益的硬碳（STHC-MS）。
采用温和的空气加热处理淀粉，触发羧基和羟基之间的酯化反应，从而有效连接支链多糖链，构建高度交联的聚合物网络。
与原始支链淀粉相比，交联结构的前驱体转化为高度扭曲的石墨晶格，形成大量闭合的超微孔（<0.3 nm），能够存储大量的钠簇。
因此，STHC-MS在低于0.1 V的低电压下实现了348 mAh g⁻¹的可逆容量和294 mAh g⁻¹的低电压容量，其93.3%的高首次库仑效率使其更具吸引力。
此外，STHC-MS在1 A g⁻¹的电流密度下，经过4800个循环后，每循环容量衰减率仅为0.008%，展现出卓越的稳定性。
STHC-MS||Na₃V₂(PO₃)₄全电池实现了266 Wh kg⁻¹的能量密度，大幅超越了基于商业硬碳的同类电池。
这项工作为通过有机前驱体的分子级调控开发高性能硬碳开辟了新的途径。
Molecular Stitching in Polysaccharide Precursor for Fabricating Hard Carbon with Ultra-High Plateau Capacity of Sodium Storage,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202420251
