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據報道，硬碳的精細結構和物理化學性質，如孔結構、層間距和缺陷等對其電化學性能甚至電荷儲存機制都有重要影響。雜原子摻雜（N、P、S等）或調整多孔結構可以提高非晶碳材料的電化學性能，但這通常是在犧牲初始循環效率和平臺充放電容量的前提下進行的。N摻雜的介孔碳可以呈現非常高的比容量，但是具有非常低的初始循環效率。軟木衍生硬碳，具有較高的比容量和良好的儲能平臺，但在高倍率下會出現嚴重的容量衰減。因此，迫切需要一種能同時提高SIBs/PIBs速率性能和平臺容量的具有調制結構的硬碳材料。另一方面，Na/K在硬碳中的電荷儲存行為也得到了廣泛的研究。典型的鈉儲存行為包括明顯的高電位斜坡區（>0.1V）和低電位平臺區（<0.1V），表明過程至少有兩種反應機理。不同的研究者提出了不同的儲能機理，包括“層插孔填充”、“吸附插層機理”、“吸附孔填充”等機理被相繼提出。然而，這些機理主要是基于特定的硬碳結構，以及某些原位或非原位表征技術，表現出單一表征手段的局限性和測試條件的不一致性。
鑒于上述研究，在這項工作中，作者報道了一種新的N，P共摻雜層次孔結構硬碳的設計方法，它具有三維層次的離子/電子雙連續多孔結構、可調節的電子結構和碳層間距，對SIBs和PIBs都具有高的倍率性能、高容量性能和良好的循環穩定性。更重要的是，結合原位拉曼光譜和原位同步輻射x射線衍射技術，進行了深入的機理研究。作者發現在一定的電位范圍內，不同的電荷儲存行為共存，并根據不同的充放電階段，提出了“吸附/插層-插層/充孔過電位沉積”的四步反應機理。同時SIB和PIB的電荷存儲行為相似，但在某些細節上有所不同。