近日，我院储能学系王德超助理教授、郑志锋教授团队提出“前驱体交联工程”创新策略，以单一酚糠醛树脂为前驱体，通过精准调控交联度，成功同步制备出优化的硬碳阳极与多孔碳阴极，构建的双碳钠离子电容器（SICs）展现出优异的能量密度、功率密度及宽温域稳定性。相关研究成果以“Rational Precursor Crosslinking Engineering for High-Performance Dual-Carbon Sodium-Ion Capacitors with Optimized Graphitic Microdomains and Pore Structures”为题，发表在《Advanced Functional Materials》，为低成本、高稳定性钠离子储能器件的工业化应用提供了新路径。

钠离子电容器（SICs）因钠资源丰富、成本低廉，被视为下一代大规模储能的重要候选技术。传统双碳SICs的研发长期面临“痛点”——难以从单一前驱体同时优化阳极（储钠容量、动力学）与阴极（离子吸附、循环稳定性）的核心性能，且常用酚醛树脂前驱体依赖甲醛，存在环保隐患。

针对这一问题，团队基于绿色化学理念，选用糠醛替代甲醛合成酚糠醛树脂，设计“一锅法”聚合工艺：通过调控树脂交联时间，制备出不同交联度的前驱体。高交联度前驱体经高温碳化后，形成具有“扩大石墨微区层间距（0.392 nm）+高封闭微孔体积”的硬碳阳极（24H1400），有效解决钠离嵌入动力学慢、容量低的问题；中交联度前驱体经碳化-活化后，构建出“高微孔率（49.47%）+丰富含氧官能团”的多孔碳阴极（A15H750），显著提升离子吸附能力与循环稳定性。高交联程度前驱体所制备的硬碳阳极在0.05 A/g电流密度下可逆容量达337.8 mAh/g，初始库伦效率87.9%，2 A/g高倍率下仍保持134.0 mAh/g容量；中交联度前驱体经碳化-活化得到多孔碳阴极A15H750，微孔率49.47%、含氧官能团含量7.47%，0.1 A/g下容量达206.5 mAh/g，10 A/g循环10000 次容量保持率近100%。所构建的钠离子电容器实现最高160.2 Wh kg-1的能量密度以及最高12720.8 W kg^-1的功率密度。

我院2023级硕士生张程为第一作者，王德超助理教授、郑志锋教授为共同通讯作者。该论文得到福建省科技计划项目(2022G02020,2022H6002)、福厦泉国家自主创新示范区平台项目(3502ZCQXT2022001)、厦门市重大科技项目(3502Z20231058)等的资助。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202514894

（图/文 储能学系）