近日，物理与光电工程学院物理学系麦文杰教授团队在钠/钾电池碳基负极与界面调控领域取得系列研究进展，相关成果连续发表于物理学TOP期刊《Applied Physics Letters》上。两篇论文的通讯作者均为麦文杰教授、黎晋良副研究员。

图1第一项工作的文章发表页面截图

第一项工作题为“Graphite-induced interface regulation in hard carbon for high-performance sodium-ion storage”，研究生杨子涵为第一作者。针对硬碳负极储钠机制复杂、结构调控困难，尤其是缺陷驱动策略抑制石墨化导致动力学迟缓和首次库仑效率低等问题，作者提出了一种石墨诱导界面策略。该策略将预碳化椰壳碳用石墨纸包裹后进行高温碳化，利用石墨纸作为催化诱导基底，引导硬碳表面碳原子有序重排，形成由石墨域构成的离子传输通道。这些通道有效降低了Na⁺进入内部闭孔的动力学势垒，将原本不可及的闭孔转化为可逆储钠位点，从而在不牺牲斜坡容量的前提下显著提升平台容量和首次库仑效率。所制备的石墨化硬碳在30 mA g^-1下实现359.64 mAh g^-1的高可逆比容量，平台容量达215.08 mAh g^-1，首次库仑效率高达91.21%，均显著优于未处理的对照硬碳。该工作揭示了石墨结构在Na⁺存储中的关键作用，为高性能硬碳负极的界面调控与闭孔利用提供了新思路，并可拓展至其他生物质衍生硬碳材料。

图2第二项工作的文章发表页面截图

第二项工作题为“Potassiumphobic-potassiumphilic bilayer carbon host design for stable potassium metal anodes”，研究生胡郑、李志斌为共同第一作者。针对钾金属负极枝晶生长和界面不稳定等问题，团队设计了一种疏钾-亲钾双层碳纸宿主（PT-CP）。上层疏钾碳纳米管修饰层促进钾离子传输并抑制界面副反应，底层亲钾层增强对钾金属的亲和力，引导钾定向沉积到底层。该结构使对称电池在1 mA cm^-2/2 mAh cm^-2下稳定循环超过1400小时，并在14 mA cm^-2高电流密度下不发生短路；不对称电池在1 mA cm^-2/2 mAh cm^-2下实现850圈以上稳定循环，平均库仑效率高于99%。与普鲁士蓝类似物正极匹配的全电池在450圈后容量保持率达79%。该工作为稳定钾金属负极、抑制枝晶生长提供了有效的宿主设计策略。

以上研究工作得到了广西科技计划项目（GuiKeAB25069478）的资助支持。同时，感谢暨南大学分析测试中心提供测试方面的技术支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1063/5.0356390

https://doi.org/10.1063/5.0353118 

图文：黎晋良