硬碳材料的结构与储锂机理
***不可逆容量较大是阻碍硬碳在锂离子电池上大规模商业化使用的主要原因。XingWeibing等°。〕对从蔗糖制取的硬碳具有较大不可逆容量有以下两方面的解释;(1)锂与电解液反应生成固体电解质(SEI)膜消耗了锂；(2)锂与吸附在硬碳纳米微孔中的杂质反应消耗了锂。锂与电解质的反应是无法避免的，除非两者不直接接触。正是这个电极表面的反应形成了SEI膜,此反应会导致50mAh/g的不可逆容量。而第二个原因通常会导致150mAh/g的不可逆容量。Be'guinF等口口进一步指出,是硬碳表面活性面积(ASA)而不是传统认为的BET比表面积与硬碳不可逆容量呈线性关系。这是因为BET比表面积只是一个由硬碳表面物理吸附氮气量所决定的几何参数。而SEI膜的形成产生的大量热量与表面的活性点数量息息相关。ASA对应的是硬碳表面的各种缺点〈堆积缺点，单个或多个空穴及断层)的累积面积。正是这些缺点吸附了大量锂离子，造成了硬碳过高的不可逆容量。因此,ASA是解释硬碳不可逆容量的通用参数。
一般是在1000℃左右热解树脂制备得到，这类碳在2500℃以上的高温也难以石墨化。常州正规硬碳
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。温州硬碳厂家哪家好硬碳有利于锂离子的扩散，该特性能够改善电池的低温和倍率性能。
而SchonfelderHH等口石也发现，由磷掺杂过的硬碳材料可以降低硬碳层间的距离并增加硬碳中晶相的大小。硬碳中微孔的数目会有所减少并且微孔会逐渐变大。**终其容量可达550mAh/g,***充放电效率为83%。说明磷原子与碳层间形成的共价键对硬碳有软化效果。
尹鸽平等口8〕还将热固性酚醛树脂与H3BO3溶解并混合制得含硼酚醛树脂，经进一步炭化制成掺硼硬碳材料。充放电结果表明，硼的掺杂使锂的嵌脱容量明显提高，同时IV以下，锂的脱嵌电位降低，且电位平台有所改善。XRD分析表明，掺硼后，硬碳的d002明显减小，即碳结构的有序化程度提高。但不可逆容量仍较大，有待改进。电化学交流阻抗分析表明，硼的掺入使反应阻抗降低，双层电容增加，锂的固相扩散系数增大。
根据碳原子排列方式的不同，碳材料可分为石墨碳、软碳和硬碳3种。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，如果这些石墨烯片大致平行，在高温下则容易石墨化，这种碳被称为软碳；如果这些石墨烯片随机堆叠并通过边缘碳原子交联，高温下不能石墨化，这种碳则称为硬碳。通常来说，石墨碳和软碳具有高弹性，容易变形，但是强度较低；由于大量sp3-C引起的硬碳微观上乱层“纸牌屋”结构的存在，硬碳材料在机械强度和结构稳定性方面展现出极大的优势，但是本征性质较脆且易碎。如何将硬碳材料制备成超弹性块材是目前面临的一个挑战。硬碳较常规的石墨类负极材料，结构更稳定。
负极指电源中电位（电势）较低的一端。在原电池中，是指起氧化作用的电极，电池反应中写在左边。从物理角度来看，是电路中电子流出的一极。而负极材料，则是指电池中构成负极的原料，目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。
负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一，目前商业化锂离子电池采用的负极材料主要包括：1、石墨类碳材料，分为天然石墨、人造石墨；2、无序碳材料，包括硬碳和软碳；3、钛酸锂材料；4、硅基材料，主要分为碳包覆氧化亚硅复合材料、纳米硅碳复合材料、无定形硅合金。
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结合硬碳材料的特点来看，它相对更适合于重视输出功率的混合动力车（HEV）用动力锂电池的制造。常州正规硬碳
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。常州正规硬碳
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