提高离子二次电池能量密度对推动能源存储技术的进步和满足日益增长的能源需求具有重要意义。炭材料因其良好的导电性、物理化学稳定性、低成本和环境可持续性，是最具应用价值的负极材料。开发先进炭负极材料以实现高能量－功率密度储能器件的构筑，对“以炭治碳”的转型理念以及“碳达峰”和“碳中和”政策的实施落地具有重大促进作用。

近日，材料与物理学院新能源材料与器件专业2020级本科生熊坚桢在材料与物理学院先进化学电源研究所教师陈亚鑫的指导下，提出通过原子自激活策略实现石墨纳米碳的原位缺陷工程。相关成果以“In-Situ Defect Engineering in Carbon by Atomic Self-Activation to Boost the Accessible Low-Voltage Insertion for Advanced Potassium-Ion Full-Cells”为题发表在国际权威学术期刊《Small》（影响因子IF=13.3，一区TOP），并被评为封面论文。中国矿业大学为唯一完成单位，新能源材料与器件专业2020级本科生熊坚桢为第一作者，材料与物理学院教师陈亚鑫为通讯作者。

该工作通过原子自活化策略实现了石墨纳米碳的原位缺陷工程，促进了低电位下微晶层间快速的钾离子嵌入，从而保证了钾离子全电池的高工作电位。利用前驱体中的镍原子催化碳原子沉积在表面形成短程有序微晶弹片层结构。同时，受前驱体中钾离子的活化影响，碳原子倾向于形成气体释放，在原子尺度上留下碳空位缺陷，广泛分布于石墨微晶中的缺陷通道有助于促进高性能电化学储能。本工作为先进炭负极材料设计提供策略，并对高性能全电池构筑及储能机制提供见解。