正文
图1 动力学解耦碳化。 A、动力学解耦碳化示意图；B、容量对比；
C、性能对比。
目前，软碳负
极
受到广泛研究，对其的储钠机理和构效关系的研究明确了石墨微晶片层间距与尺寸对其储钠容量的重要影响。受此启发，团队提出动力学解耦碳化的新概念。区别于传统的高温长时间碳化，在动力学解耦碳化，碳材料在极短的时间内就可以实现碳化
（图
1A）， 从而在实现石墨微晶生长的同时抑制了片层间距的收缩。因此，膨胀碳（EC）表现
出极高的容量，结合自身在倍率充放电上的优势，在高性能钠离子电池上有巨大应用前景。例如，膨胀碳在10C的大电流密度下容量为2
35mAh/g
，与
商业的硬碳材料和软碳材料对比性能优势明显（图
1B
,
C）。
图2动力学解耦碳化对结构的影响。A、温度曲线和能耗对比；B、X射线衍射；C、拉曼光谱；D、概率密度函数；E、透射电镜图像；F、不同温度下的X射线衍射；G、成分，结构参数变化。
结合
XRD（图2B，F），拉曼光谱（图2C）和透射电镜（图2D，E）等手段，明确了动力学解耦碳化过程中碳材料的结构变化。随着瞬态高温过程中碳化温度的升高，碳材料中的杂质含量不断降低，石墨微晶的尺寸不断增大，同时，在极短的加热过程（10
s）后，碳材料的片层间距不会发生明显的变化。透射电镜直接观测到了膨胀碳的层间距为0.401nm，远高于普通软碳。基于电子衍射得到的概率密度函数进一步证实了膨胀碳更大的微晶结构。实验结果充分证实了动力学解耦碳化可以解耦碳化与石墨化过程，精准控制碳材料的微晶结构。
