长期以来，学术界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。
硬碳有树脂碳(如酚醛树脂、环氧树脂、聚糠醇等)、有机聚合物热解碳。南京硬碳产品区分鉴别方法
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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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。
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。
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。
硬碳材料的结构与储锂机理
低温下，锂在硬碳表面上可分为类金属态锂和离子态锂两种状态。但在240K以上时，这两种状态则无法区分。在硬碳表面,锂的嵌人进程伴随着锂与硬碳的电荷传导直到200mAh/g的锂嵌入，随后锂的嵌入只伴随着很少的电荷传导。在硬碳表面,嵌锂的机理很复杂。第一步首先是类金属态的锂降低了已嵌入锂的排斥力；第二步则由于层间形成的小裂缝中存在一些提高的吸引力使得类金属态的锂可以继续嵌入。第二步的现象与微孔填充很相似。在2nm以下的微孔结构中，硬碳物理吸附气相分子的总量由于表面重叠(微孔填充)而得到增加，所吸附的分子就像是在高压下所表现的状态一样。为了能够吸附类金属态的锂，小于2nm的微孔结构正是我们所需要的。我们可以设想一种层间距为0.523nm的含离子态锂和类金属态锂的碳层，在层间形成的小裂缝中吸附了锂，吸附的锂所承受的吸引力与GLi产生的相同。在这种情况下，硬碳可达到石墨的3倍可逆容量，即900mAh/go。
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