钾离子电池（PIBs）具备资源丰富、输出电压高等优势，有望在大规模储能、智能电网等多领域发挥重要价值。然而，K+的离子半径较大，其嵌入电极材料后引起严重体积膨胀，容易引发电极结构衰退，进而造成电池容量和倍率性能快速衰减。近日，我院张千玉副研究员等人在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表了题为“Mesoporous N,S-Rich Carbon Hollow Nanospheres Controllably Prepared From Poly(2-aminothiazole) with Ultrafast and Highly Durable Potassium Storage”的研究论文（DOI: 10.1002/adfm.202301987）。该篇文章提出富含N，S中空碳纳米球（NS-HCSs）作为高容量、能快速稳定储钾负极材料。

通过无模板法制备的NS-HCSs具有丰富的缺陷、活性位点以及较大层间距，有利于钾离子的吸附和扩散，可以显著提高钾离子电池的电荷转移动力学和比容量。作为PIBs的阳极，NS-HCSs表现出422 mAh g-1的高可逆容量和优异的循环性能。通过原位透射电镜和原位拉曼等实验与理论计算，证实了NS-HCSs增强了K离子吸附能力，且体积膨胀小，因此具有优异的电化学性能。这种高持久储钾和高容量的碳材料设计有利于优化PIBs负极材料的电化学性能。

四川大学材料科学与工程学院为第一通讯单位，张千玉副研究员为第一单位通讯作者，德国科学院院士、国家杰青、东南大学吴宇平教授为合作单位通讯作者。上述研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中央高校基础研究经费、安徽省杰出青年自然科学基金等项目支持。