锂离子电容器是一种应用前景广阔的电化学储能器件.目前,活性炭作为锂离子电容器正极被***使用.然而,锂离子电容器负极却有多种不同选择,如硬碳和软碳等碳材料.本文使用两种具有不同结构和电化学特性的硬碳和软碳材料作为锂离子电容器负极,进行了对比研究.研究表明,软碳相比于硬碳有更好的电子导电性和更高的可逆容量.通过在电流范围0.1~12A·g^-1下进行充放电测试,分别研究了两种碳基电极在不同涂覆厚度下的倍率性能.结果显示,硬碳电极在大电流下有更好的倍率特性.然后,以活性炭为正极,预嵌锂的硬碳和软碳为负极,锂片为锂源和参比电极,分别组装了三电极软包锂离子电容器.根据三电极充放电测试,分别研究了不同预嵌锂量的硬碳和软碳所组装的锂离子电容器的电化学性能.结果表明,合适的负极预嵌锂容量可以提升锂电容的能量密度、功率密度和循环稳定性.***,大容量硬碳和软碳基软包锂离子电容器被分别组装,软碳基锂电容实现了比较高的能量密度21.2Wh·kg^-1(基于整个器件质量),硬碳基锂电容实现比较高的功率密度5.1kW·kg^-1。在纯电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、轨道交通、航空航天、船舶舰艇等交通领域逐步获得推广。台州硬碳诚信企业
硬碳材料而言，此测试体系并不能完全展示出硬碳材料的特性。这是由于硬碳材料一半以上的容量是来自低电压的平台部分（～0。05Vvs。Na＋／Na），在钠离子嵌入（放电）过程中，尤其是高电流条件下，钠金属上的过电位会造成钠离子嵌入的提前结束，从而造成其在高电流下较低的容量。这就可能掩盖了硬碳自身可能具有较高的倍率性能。因此，纪教授团队采用三电极测试体系对硬碳材料的倍率性能进行了评价，并发现在1C（250mA／g）的电流下，容量由传统半电池中的118mAh／g提高到186mAh／g。
常州硬碳诚信互利硬碳可逆比容量比石墨高，一般为500-700 mAh/g。
锂电池硬碳负极材料在新能源车领域的应用，硬碳（HardCarbon）是指石墨化碳，一般为500～700mAh。硬碳结构稳定且充放电循环寿命长，且碳锂电位能够高于0。2V，安全性能更好。硬碳的结晶分散，锂离子容易进出，便于增加电池的输出功率，但缺点是存储的锂离子的量较少，因此容量会变小。
简单估算，一辆日产LeafEV需要的锂电池（24kWh）相当于4400多部苹果iPhone5手机的锂电池（3。8V／1434mAh，约合5。45Wh），即使一辆配备2。4kWh锂电池的混合动力车（HEV）也需要440部iPhone5锂电池。因此，电动汽车（EV）和混合动力车等动力锂电池市场对那些**的负极材料企业非常具有吸引力。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。资料显示，目前已有不少HEV动力锂电池企业在采用硬碳作为负极材料。如本田（Honda）推出的思域HEV，日产风雅HEV锂电池。这些动力锂电池的单位重量输出密度均高达3550～4000W／kg，比原来镍氢电池（Ni－MH）的约1200W／kg提高到了3倍以上。
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。不过，由于在电池材料方面缺乏经验，而且即使投产也没有针对电池厂商的销售网络，因此可乐丽在2011年初主动向已经开展硬碳业务的吴羽“抛出了合作的橄榄枝”。另一方面，虽然吴羽已经面向锂离子充电电池负极材料开展了以石油为原料的沥青类硬碳“Carbotoron P”业务，但一直没有涉足以植物为原料的硬碳业务。该公司期望采用植物原料后，“能够提供低成本产品，以及与以石油为原料的硬碳具有不同特性的产品”。吴羽化工希望今后在动力锂电池负极材料市场上获得20%的份额。
Bio Carbotoron的生产工厂将在可乐丽化学位于日本冈山县备前市的生产基地内投资15～20亿日元建设。计划在2015年之前引进具备3,000吨年产能的生产设备，确立可年产4,000吨Bio Carbotoron的体制。原料“有望采用压榨棕榈油后剩下的油棕榈渣”（可乐丽化学**董事社长岩胁伸夫）。
有着硬碳本身的优越性能外，还具有性价比高，耐吸湿性高(易操作)的特点。
硬碳由大量交错堆积的石墨微晶层和丰富的微孔以及缺陷构成，其典型的储钠行为包括明显的高压斜线区域（＞0.1V）和低压平台区域（＜0.1V），表明其嵌钠过程至少具有两种反应机理。尽管文献中对硬碳储钠的机理进行了***的研究，然而没有形成统一的认识，尤其是对于低电压平台区的理解。Dahn在2000年***提出了“CardHouse”模型的储钠机制，他们采用原位小角/广角X射线散射（SAXS/WAXS）研究了层间距和孔结构变化与充放电反应的关系，提出了“插层-填孔”机理，即高压斜线区的容量归为钠离子在碳层间的嵌入与脱出，而低压平台区容量与钠离子在微孔中的填充行为有关。然而，后来研究者通过非原位XRD观测到充放电过程中在低电压平台区存在碳层间距的变化，认为低电压平台区的储钠机理与石墨储锂类似，都是离子在层间的嵌-脱，而斜线区则对应钠离子在硬碳缺陷位点和杂原子上的吸附，应为“吸附-插层”机制。不同于以上两种观点，Tarascon等人采用原位XRD探测了钠离子嵌入硬碳的过程，并未观察到层间距的变化，表明不存在插层行为，认为硬碳储钠过程不包含插层行为，而是“吸附-填孔”机制。
硬碳结构稳定且充放电循环寿命长，且碳锂电位能够高于0。2V，安全性能更好。宁波硬碳价格优惠
新型硬炭负极材料的开发将会给锂离子电池材料体系的选择提供了更多的组合。台州硬碳诚信企业
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。台州硬碳诚信企业
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