硬碳因其较低的工作电压平台、高比容量以及丰富的原材料资源，已发展成为SIBs极具竞争力的负极材料。但硬碳负极存在初始库仑效率（ICE）低、动力学慢、循环稳定性差等问题，阻碍了SIBs的大规模商业化应用。造成这些问题的重要原因之一在于硬碳上电解液过度分解和消耗，形成了一层厚且不均匀的富含有机物的固态电解质界面（SEI）。这类SEI表现出机械脆性、溶解性差和离子电导率低的特点，导致Na⁺储存动力学缓慢，并在长期循环过程中引发界面劣化。这些问题已成为将硬碳从实验室研究转化为工业钠离子电池（SIBs）的关键瓶颈。

近期，中国科学院新疆理化技术研究所能源化工研究中心科研人员针对上述问题，设计并研究了通过一种统一的水热碳化路线，制备了一系列由蔗糖衍生的硬碳材料以及一系列前驱体（即均苯三甲酸、均苯三甲醛和均苯三酚），以解决上述问题。值得注意的是，这三种有机分子均具有苯环结构，区别仅在于其官能团的不同（即羧基（COOH）、醛基（CHO）和羟基（OH））。理想情况下，由于这些官能团的热稳定性不同，蔗糖与前驱体的聚合反应能够调控硬碳基质中氧官能团的类型和比例。由此形成的硬碳应能调节溶剂和盐类物种之间的界面反应倾向，从而在循环过程中产生不同的界面化学性质及相对应的SEI结构。

根据设计结果，从均苯三甲酸制得的硬碳表面富含C=O官能团，有利于形成富NaF的SEI内层。而由均苯三酚制备的硬碳C-O含量更高更有利于形成有机物含量更高的SEI。电化学测试进一步表明，CMS-COOH的首次库伦效率（ICE）显著提高至87.9%，在50 mA g^-1下经过200次循环后，容量保持率最高可达95.7%，优于CMS-CHO和CMS-OH样品。该策略有效缓解了长期以来ICE与循环稳定性之间的权衡问题。

相关成果Endogenous Functional Group Engineering Enables High‐Efficiency Hard Carbon Anodes for Sodium‐ion Batteries已发表于期刊SMALL上，新疆理化技术研究所能源化工研究中心殷娇研究员，王文浠研究员为共同通讯作者，博士研究生刘雨为第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、新疆维吾尔自治区重点研发计划、天山英才培养计划及新疆能源化工实验室科技专项等项目的资助。

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