硬碳（HC）因来源广泛、结构可调，被认为是理想的钠离子电池负极材料。其丰富的闭孔结构在低电位区间（< 0.1 V vs. Na/Na⁺）表现出优异的平台储钠容量，是提升钠离子电池能量密度的关键。生物质衍生硬碳因资源可再生、成本低廉且可逆容量具有竞争力而备受关注，但生物质本身结构复杂且不均一，传统方法难以对其微晶结构和闭孔特征实现精确调控。因此，探索一种绿色、高效、可调控生物质硬碳闭孔结构的通用策略，对推动高能量密度钠离子电池的规模化应用具有重要意义。

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，开发了一种物理致密化-碳化策略，制备了一系列具有丰富闭孔结构的硬碳。通过不同压力对木质素进行致密化处理，XRD和红外分析表明致密化后其微晶度和取向性显著增强。原位EPR和TG-FTIR-MS联用分析进一步揭示，在碳化过程中，原位强化的氢键加速了脱水过程，并伴随碳中心自由基的生成，从而促进闭孔形成，有利于提升木质素基硬碳的平台容量。

得益于上述闭孔结构的构筑，优化后的硬碳作为钠离子电池负极材料表现出显著提升的电化学性能：可逆容量从304.7 mAh g⁻¹提升至386.4 mAh g⁻¹，平台容量从154.4 mAh g⁻¹提升至226.4 mAh g⁻¹。当与Na₃V₂(PO₄)₂F₃@C正极匹配时，全电池能量密度高达297.7 Wh kg⁻¹。此外，该策略的有效性和普适性还通过纤维素和木粉作为前驱体得到验证。该工作阐明了氢键强化结晶机制对闭孔构筑的作用，并开发了一种绿色、高效提升硬碳负极平台容量的方法，为高能量密度钠离子电池提供了广阔前景

相关成果Densification Propagated Closed-Pores in Hard Carbon for High Energy Density Sodium-Ion Batteries已发表于《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal），新疆理化技术研究所能源化工研究中心殷娇研究员、朱慧研究员、石河子大学于锋教授为共同通讯作者，博士研究生欧阳丹丹为第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、新疆天山人才计划项目及中国科学院青年创新促进会项目等项目的资助。

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致密化处理构筑木质素硬碳闭孔结构，实现高效钠离子存储