为响应《“十四五”能源领域科技创新规划》对“大容量长时储能器件与系统集成”及“钠离子电池等新一代高性能储能技术”的研发要求，我院王孝广教授课题组，依托研究院优势科研平台，聚焦钠离子电池产业化核心瓶颈，联合业内新能源企业协同攻关，在关键正负极材料研发上取得系列突破，为技术落地提供助力。

高性能负极材料：生物质与煤基炭双线突破

团队瞄准生物质和煤基炭材料两大方向，通过原材料优选（如椰壳、煤沥青、无烟煤）及碳化工艺优化，实现了电池级炭材料的批量制备，并运用异质元素负载、原子掺杂等策略显著提升材料的导电性、比容量及循环寿命。

l 煤基炭材料： 以煤沥青为前驱体，创新性利用混合盐模板与氨气协同作用，成功合成氮掺杂多孔碳负极，比容量达300-400 mAh g^-1，稳定性优异（Shiwei Wei, Xiaoyang Deng, Wei Li, Kai Liu, Jianxing Wang, Heming Zhao, Xiaoguang Wang*, Chem. Eng. J. 2023, 455, 140540; Shiwei Wei, Wei Li, Zizai Ma, Xiaoyang Deng, Jianxing Wang, Xiaoguang Wang*, Small 2023, 19, 2304265）。另以无烟煤为原料，通过预氧化和硫掺杂策略，所得负极材料具有260 mAh g⁻¹比容量以及在20 mA g^-1下可达到89.14%的初始库仑效率（Yuchen Zhang, Bo Fang, Jianxing Wang, Zheng Li, Xiaoyang Deng, Xiaoguang Wang*, J. Alloys. Compd. 2025, 1029, 180814）。通过钾离子活化与煤沥青软碳涂层封装协同，构建丰富封闭孔隙，无烟煤基负极优化样品初始库仑效率(ICE)高达85.6%，可逆比容量提升至345.0 mAh g⁻¹（Ruomeng Zhou, Jianxing Wang, Shiwei Wei, Heming Zhao, Xiaoguang Wang*, Electrochim. Acta. 2025, 530, 146415）。

l 生物质基炭材料： 选用椰子壳，在高温碳化基础上引入KOH溶液室温活化法，有效引入含氧官能团，同步增加了钠离子活性位点并显著提升了循环稳定性（Guosheng Zhao, Xiaoyang Deng, Zhenxia Wang, Xiaoguang Wang*, Mater. Lett. 2025, 396, 138783）。

图一 煤沥青炭材料负极：合成方法、材料表征与实物展示

层状氧化物正极材料：性能优化成效显著

团队深耕层状氧化物正极体系，重点优化O3-NaNi_0.5Mn_0.5O₂ (NNMO)材料的电化学性能。采用简便的高温固相法，设计合成了Bi掺杂的NNMO正极材料。其中，NNMO-Bi0.03材料表现出色：0.1C倍率下放电容量达165.2 mAh g^-1；10C高倍率下循环500圈后，容量仍保持64 mAh g^-1。以其组装的钠离子全电池，0.1C放电容量为134.3 mAh g^-1，100次循环后容量保持率高达86%（Zheng Li, Xiaoyang Deng, Yuchen Zhang, Xiaoguang Wang*, J. Alloys. Compd. 2025, 1028, 180683)）。

产学研融合：打通公斤级制备关键环节

团队与广东一纳科技有限公司紧密合作，成功将实验室研发的正负极材料制备工艺放大至公斤级，具备了工厂中试生产能力。中试制备的正极材料容量突破120 mAh g^-1，组装的电池展现出优异的稳定性和安全性；生物质硬炭负极材料容量突破320 mAh g^-1。相关材料性能已通过权威检测机构认证，为规模化生产奠定了基础。

图二 合作企业生产设备图

面向未来：持续推进校-企合作产品研发

立足于多年校企联合研发及合作培养研究生，团队将继续深化“高校-企业-市场”的实践，致力于突破钠离子电池关键材料规模化及特种应用的技术壁垒，为我国新能源产业的蓬勃发展贡献力量。