锂离子电池作为一种新型能源的典型**，有十分明显的优势，它不仅具有能量密度大、无记忆效应、循环寿命长等特点，而且污染小，符合环保要求，已广泛应用于人们的日常生活中，如便携式电子产品、电动汽车、航空航天、储能等领域，成为全球经济发展的一个新热点。
锂离子电池的未来发展方向是高比容量、高充放电效率、高循环性能、高倍率、高安全性和低成本。高容量的主要途径是使用克容量更高的正、负极材料。目前，负极材料主要以石墨类材料为主，制程工艺相对成熟，但受结构特性制约，石墨负极材料克容量逐渐趋于极限值，倍率性能也已不能满足下游产品对电芯日益增长的性能要求；新兴硅负极的体积膨胀及循环稳定性差的问题也未得到有效解决，严重制约了其实际应用，短期内也很难有质的改善。寻找性能更为优良的碳负极材料仍然是锂离子电池研究的重要课题。资源丰富、价格低廉，与电解质溶剂相容性好的新型负极材料将成为未来行业的发力点。
造成锂、钠、钾离子的损耗，增大了不可逆容量，降低了***效率。温州硬碳价格合理
从上世纪70年代后期，全球对蓄电池的需求日益增加，80年代中期，对具有高能量密度的蓄电池的需求越来越旺盛。在这样的背景下，镍氢电池和锂电池在90年代初期应运而生。然而，金属**物太重了，锂看起来很有前景。但是，金属锂正极在循环性能和安全问题等方面有缺点。从而，科学家开始尝试锂/碳合金，阴极锂看起来可行。
1991年，索尼在世界上首先将锂电池推向市场，软碳被用作负极的活性物质，但软碳存在循环性能恶化等问题。于是，为提高能量密度，科学家们开始采用硬碳代替软碳。硬碳锂离子电池在能量密度上有些落后于石墨电池。但它在循环寿命、漏极能力、对快速充电的可容许性等性能上超过了后者。而这些性能对于混合动力汽车直观重要，许多汽车制造商正尝试在混合动力汽车上采用硬碳锂离子电池。***硬碳厂家实力雄厚硬碳在 2500 ℃以上的高温也难以石墨化, 常见的硬碳有树脂碳，有机聚合物热解碳和炭黑(乙炔黑)等。
尽管碳基材料在锂离子电池领域已商品化，但石墨材料很难与钠形成石墨层间化合物，文献表明只有使用醚类电解液才能将石墨用作钠电负极。因此，钠离子电池硬碳负极材料成为近年的研究热点。2000年，Stevens和Dahn提出硬碳能够储锂/钠，与储锂机制相似，储钠机制可总结如下：（1）石墨层间的脱嵌，（2）缺点乱层结构的存储，（3）表面的吸附以及（4）纳米孔的填充。基于以上储钠机理，大量研究工作对硬碳材料进行改性以提高其电化学性能，如优化煅烧温度，扩大层间距和增大比表面积。此外，掺杂杂原子（N、S和F等）以加强Na的吸附容量和电子导电性，是提升储钠容量的有效手段。然而，碳负极通常有两个特征，比表面积高且电压平台高，导致极易生成过量的固体电解质界面膜（SEI膜），产生过高不可逆容量并限制了其产业化发展。
北京理工大学吴锋院士团队的吴川教授和白莹教授研究小组与美国阿贡国家实验室陆俊教授（共同通讯）在国际知名期刊AdvancedEnergyMaterials上发表了题为HighCapacityAnodes”的研究论文。该论文采用静电纺丝技术制备磷功能化的硬碳材料，这一材料比表面积低、电压平台也很低，能够得到较高的脱钠容量和能量密度，首周容量高达393.4mAhg-1，100周循环后容量保持率为98.2%。与N相类似，P也能够掺杂到碳中，作为给电子体使费米能级向导带偏移，但其原子半径明显大于N，很难实现真正意义上的掺杂即P很难进入并占据石墨的晶格位点，事实上，P更倾向于与C或O成键。在之前的研究中，美国俄勒冈州立大学的纪秀磊等曾采用传统的蔗糖燃烧法合成P掺杂的硬碳（并证实P是以POx的形式存在。吴锋团队在Adv.EnergyMater.的这项工作中采用静电纺丝法制备前驱体，再经过高温煅烧得到硬碳材料，这一方法保证了P混入的均匀性并得到特殊的类“蜂窝煤”形貌；为深入理解磷功能化硬碳材料的储钠机理，研究团队还基于密度泛函理论（DFT），采用***性原理计算了P对Na的吸附能以及态密度（DOS），表明磷功能化硬碳材料表现出的超高比容量主要是由于磷在石墨层间形成的P=O和P-C键增强了Na的吸附。
硬碳具有良好的电导率。
到目前为止，主要的PIBs负极材料包括：碳基材料、Mxene、金属基材料、磷化物、硒化物和硫化物等。其中，碳基材料因其高导电性和化学稳定性而备受关注。此外，增加碳材料的层间距可以使其有效地缓冲体积膨胀并容纳更多的K。研究结果表明，杂原子（N、O、P、S、F等）掺杂可以有效调节碳材料的层间距。此外，杂原子掺杂（特别是多组分掺杂）或微/介孔可以产生大量的缺点，***增加电化学活性位点，从而提高碳材料的容量。近年来，已有不少研究者制备了杂原子掺杂的碳材料，并将其用作PIBs负极材料。但是，目前所报道的制备方法相对复杂且规模较小，严重限制了其商业化应用。设计低成本、可简单且大规模制备、环境友好且具有较高容量和优异循环性能的硬碳材料是加速PIBs商业化应用的关键。
硬碳容量大于常规碳类材料的理论容量，高倍率、循环性能、安全性能优。硬碳诚信互利
硬碳与碳酸丙烯酯（PC）基电解液的兼容性优于石墨。温州硬碳价格合理
一种硬碳材料及其制备方法和应用本**技术属于材料领域，尤其涉及一种硬碳材料及其制备方法和应用。技术介绍硬碳材料属于难石墨化的无定形碳材料，由石墨微晶无序化排列形成。不同于石墨材料，锂离子在硬碳材料中的储存机理包含在石墨微晶层间的嵌入-脱出机制和在硬碳材料微孔及表面的吸附-脱附机制，硬碳材料的微观结构对其容量、循环性能和倍率性能都有重要影响。制备硬碳材料的前驱物来源丰富，常见的有糖类、芳香类化合物、脂类化合物以及高分子聚合物等，通过对这些前驱体进行热处理可得到硬碳材料。温州硬碳价格合理
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