生物质硬碳单原子修饰的可控设计：构筑超稳定长循环钠离子电池负极

背景：钠离子电池作为下一代储能技术备受关注，硬碳因其优异的储钠性能成为理想负极材料，但面临首周库仑效率低和循环稳定性差等挑战。单原子修饰是提升硬碳性能的有效策略，但现有方法工艺复杂且难以适用于生物质体系。研究目的：开发一种基于微生物酵母菌的生物模板法，实现过渡金属单原子在生物质硬碳上的可控构筑，以提升其电化学性能。结论：成功制备了铜单原子修饰的酵母基硬碳（YHCs-Cu SAs），该材料展现出86.7%的高首效和卓越的长循环稳定性（1C下2500圈容量保持率95.3%）。单原子有效调控了SEI膜组成、降低了钠离子扩散势垒，并揭示了“吸附-嵌入-孔填充”的三阶段储钠机制。该方法具有普适性，可拓展至其他过渡金属体系，为高性能钠电负极的开发提供了可持续的新途径。