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。
高倍率性能，可承受大电流充放电，即快速充电及大电功率放电。吉林硬碳询问报价
负极材料是锂离子电池的关键材料，其对锂离子电池的性能有很大影响，低温时，锂离子在负极的扩散能力下降，造成浓差极化。硬碳材料是一种新型的负极材料，与石墨相比，硬碳具有各向同性的结构特征，层间距比较大，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。
人造石墨具有较高的比容量，而硬碳有更好的低温和倍率性能，但硬碳材料可逆容量不高，为此，本文在现有人造石墨负极材料的基础上对其进行改进，加入一定量的球状硬碳材料与其复合，形成人造石墨-硬碳复合负极材料，以改善电池的低温和倍率性能。
徐州官方授权经销硬碳硬炭类负极材料由于其特殊的储锂机理以及优异的安全性、倍率特性和低温性能而备受关注。
以磷酸铁锂作为正极，分别用CAG-3人造石墨及硬碳：人造石墨=3∶7的复合材料作为负极，采用相同的电解液制作3Ah的软包磷酸铁锂单体电池（见图7b），测试电池的充放电性能。
对制备的全电池进行常温放电倍率性能的测试，试验结果见图8。从图8可看出，采用3∶7复合负极的电池具有良好的倍率性能，其大倍率放电性能优异，20C倍率放电容量是1C放电容量的82%，衰减很小。
在此低温下，电池能够进行稳定的充放电循环，且循环中充电的容量比放电的容量稍低。这是由于电池化成后带有一定的电量，而低温下电池充电阻抗大于放电阻抗，即低温下电池放电比充电易于进行，这就使得一部分化成后储存在电池内的电量在放电阶段放出，造成电池的放电容量稍高于充电容量。电池的初始放电容量为2146mAh,经过45次循环后，放电容量为2118mAh，几乎没有衰减。
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。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。
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。锂离子在负极材料的固态结构中有高的扩散率。徐州硬碳诚信互利
硬碳是指难以被石墨化的碳，是高分子聚合物的热分解。吉林硬碳询问报价
锂离子电池的性能优劣与能可逆嵌入、脱嵌锂离子的负极材料的制备息息相关。这类材料要求具有，①在锂离子的嵌入过程中自由能变化小，反应高度可逆;②锂离子在负极材料的固态结构中有高的扩散率;③具有良好的电导率;④优良的热力学稳定性以及与电解质良好的相容性等。目前，研究工作主要集中在碳材料和具有特殊结构的其它含碳化合物。
1990年,Sony公司:幻以石油焦炭作为负极，使锂离子电池的研究进入实用化阶段，从而引发世界范围的研究热潮。目前，在锂离子电池研究中具有实用价值或应用前景的碳材料主要有3类:①加热软碳至2400'C以上得到的高度石墨化的碳材料，可逆嵌锂容量在300mAh/g左右;②低于800'C热解得到的含一定量氢的软碳和硬碳，可逆嵌锂容量600〜900mAh/g；③1000'C左右处理的含单碳层及大量纳米微孔的硬碳，可逆容量500~700mAh/g之间⑶。
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