风能、太阳能等可再生能源的充分利用依赖于低成本大型储能技术的发展。钠离子电池和锂离子电池具有相似的原理及生产流程，且钠资源的分布***，近年来得到了***的关注。无论是锂离子电池还是钠离子电池，倍率性能都是评价其性能的关键指标。目前，钠离子电池正极材料的研发已经取得了重要进展。然而，对于负极而言，***应用于锂离子电池中的石墨负极在钠离子电池中没有电化学性能。硬碳材料，也被称为不可石墨化无定形碳，是目前众多负极材料中综合性能比较好的。由于该材料具有较高的容量、稳定的循环性能以及前驱体取材***，将在未来钠离子电池商业化中起到重要的作用。近年来，随着不同前驱体、不同结构以及掺杂等技术的研究，硬碳负极材料的性能得到了进一步的提升。然而，硬碳负极材料的倍率性能一直较差，成为其未来商业化的绊脚石。可乐丽拥有利用植物原料制造活性炭的技术，同时还在推进研发可用于锂离子充电电池的硬碳。吉林硬碳来电咨询
无机材料包覆硬碳改性
碳负极材料的改性是提高锂离子电池性能的重要途径之一，而改性的方法有多种。其中向碳材料中掺杂非金属元素B、Si、P、N、S等均可使碳材料的嵌锂特性发生明显改变。有关磷的掺杂，Sony公司「侦曾报道向PFA（聚糠醇树脂）中添加磷化物，使可逆容量得到***提高；吴宇平等也进行了H3PO4掺入PAN（聚丙烯月青）的研究。上述研究还通过XRD.XPS等分析方法对磷掺杂后材料的结构进行了初步分析，但对磷掺杂改性机理还未给出完美的解释。尹鸽平等「的采用一步法制备热固性酚醛树脂，通过充放电性能研究,确定了合适的碳化温度，进而制备出了不同含磷量的酚醛树脂热解碳，研究了磷对硬碳结构及嵌锂性能的影响。结果表明：碳材料的有序化程度提高，磷主要以共价键与碳环相连,只有小部分以氧化态存在。电极的可逆容量和充放电效率明显提高，其中含磷0.20（H3PO4占树脂的质量分数）的碳***可逆容量为427.7mAh/g,充放电效率为50.75%。由循环伏安曲线可知，其不可逆容量损失主要由发生在0.9V左右的溶剂分解和成膜反应引起。
徐州硬碳供应硬碳（hard carbon），亦难石墨化碳。
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。
锂电池硬碳负极材料的倍率性能被低估
科研思路分析
1.半电池在钠离子电池电极材料的评价中，并未受到过多的质疑。而本研究指出了半电池体系在对钠离子电池电极材料，尤其是对于硬碳材料评价中的天然缺点。这一发现对未来硬碳材料在钠离子电池中的研究具有指导意义。更为重要的是，该研究揭示了硬碳材料自身的高倍率性能，必将促进其未来的商业化。
2.对于硬碳材料在钠离子电池中的低倍率性能几乎达成共识，并认为这是由材料自身的结构决定的。学术界采用半电池体系对电极材料进行评价，该方法在硬碳材料的评价上并未受到质疑。然而，我们在前期对于钠离子电池的一些研究中发现，在半电池体系中，钠片作为对电极在高电流下的极化现象。考虑到硬碳材料接近钠金属标准氧化电位的低电压充放电平台，我们假想半电池中钠片的过电位会掩盖硬碳材料的高倍率性能。因此，我们采用了三电极体系对硬碳材料进行了评价。
锂电池硬碳负极材料特点： 高倍率性能，可承受大电流充放电。
日本住友电木开发出了用于高输出用途锂离子充电电池负极的硬碳材料。该硬碳属于耐热性和阻燃性都很高的苯酚树脂类材料。住友电木开发的硬碳的晶粒特点是：粒径为数个μm，结晶间距离约为4埃（4×10-10m），大于石墨的约3.4埃。作为负极材料使用时，便于锂离子进出，在-20℃的低温环境下与石墨相比可将单元电阻降低20～30%。
中国的杉杉科技等企业也在积极开发用于HEV的硬碳负极材料产品并有所成就。其硬碳材料产品（HCP）采用推荐的沥青原料，与添加剂混合进行交联处理等工序，前驱体经高温炭化制得具有难石墨化性的硬碳材料。当硬碳表面包覆致密的沥青热解炭后，表面的微孔被堵住，硬碳表面官能团**地减少，从而降低了不可逆容量损失，提高***效率。
将具有特殊结构的交联树脂在 1000 ℃左右热解可得硬碳。无锡硬碳供货厂
软碳和硬碳主要用于描述聚合物热解制备的碳材料，在热解过程中，一些碳原子重构成二维芳族石墨烯片。吉林硬碳来电咨询
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。
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