近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）前沿交叉学科研究院李庆伟副教授团队就钠离子电池硬碳负极材料的设计制备在国际顶级期刊《Nano-Micro Letters》发表题为“Beyond Isolated Optimization: A Holistic Review Across the Pre Mid Post Treatment Chain for Hard Carbon in Sodium Ion Battery”的长篇综述论文。《Nano-Micro Letters》是由Springer Nature出版、上海交通大学主办的中科院一区顶级期刊，影响因子38.3，在JCR纳米、材料、物理三个学科处于Q1区前2%。轻工学部、绿色造纸与资源循环全国重点实验室2023级硕士研究生耿庆轩为论文第一作者，河南大学张纪伟教授和香港城市大学Paul K. Chu教授为本论文的共同通讯作者，校（院）为第一通讯单位。
钠离子电池凭借资源丰富、成本低廉、低温性能优异和安全性高等突出优势，已成为大规模储能领域最具发展潜力的电化学储能技术之一。硬碳作为目前唯一实现商业化应用的钠离子电池负极材料，其石墨畴、纳米孔、缺陷与形貌微观结构直接决定了电池的比容量、首次库仑效率、倍率性能和循环寿命。长期以来，多数硬碳设计制备研究关注单一优化策略对结构与性能的影响，忽视了“原料预处理、中段热解、后改性”策略之间的协同与制约效应。这不仅导致硬碳物化参数和储钠性能多性能指标难以协同优化，而且还会导致实验室小试结果与工业化生产之间产生巨大鸿沟。
基于此，团队在系统梳理近二十年硬碳设计制备研究进展的基础上，首先从石墨微晶、纳米孔、缺陷及形貌四个维度，提出结构矛盾论观点，深入阐释了硬碳微观结构如何协同博弈决定储钠行为，并进一步的阐述了吸附、插层、填充三阶段储钠机制从笼统的“静态理解”发展到更为微观层面的“动态描述”。在此基础之上系统梳理了水热交联、预氧化、组分调控等前处理策略，传统热解与闪速焦耳热等新型碳化中处理技术，以及表面功能化、后掺杂、孔隙填充、表面包覆、预钠化等后处理方法对硬碳结构和性能的影响。并首次对各阶段策略之间的相互制约与协同耦合关系进行了批判性评估，明确指出前一阶段的处理效果直接决定了后续工艺的实施边界与优化空间。同时结合工业生产实际，对比国内外主流硬碳量产技术路线，分析实验室研究与工业化生产的目标差异，从原料一致性管控与连续化生产设备优化两方面提出工业级硬碳批次稳定性的解决方案。最后，本综述对未来硬碳材料的理性设计提出了前瞻性指引。提出建立多尺度定量构效关系、发展跨阶段协同改性策略、推动多学科技术融合、解决宏量制备工程瓶颈，并倡导系统披露前驱体物化信息、借助机器学习加速研发。论文所提出的全流程协同理念，为低成本、高首效、长寿命硬碳材料的设计和产业化提供了借鉴。
原文链接：https://doi.org/10.1007/s40820-026-02248-y
