虽然硬碳材料具有比容量高、循环性能好等特点,但硬碳材料所存在的电极电位过高，电位滞后(即嵌锂电位小于脱锂电位)以及***循环不可逆容量大等缺点，影响了硬碳材料的实用化进程,至今未能商业化应用。
硬碳材料的结构与储锂机理
由Franklin西提出的任意堆积状硬碳结构模型简单易懂，但很难精确测量出衍射强度。而HidetoAzumaH等言：在1999年提出了由酚醛树脂加热到lioo-c制得的硬碳材料的新结构模型。酚醛树脂在热处理前于160E与10%的六亚甲基二胺进行固化，在此情况下，一个无缺点硬碳单晶的结构长度为2.Inm。在硬碳中没有平行堆积的结构，只有两种层间关系结构:一种是45%含量的1个硬碳单晶中2个单层距离为0.343nm的结构，其标准偏差(2°)为0.09nm；另一种是55%含量的1个硬碳单晶2个单层距离为0.47nm的结构，其20为0.25nm。由于存在微孔,硬碳的平均层间距是0.42nm。
硬碳在 2500 ℃以上的高温也难以石墨化, 常见的硬碳有树脂碳，有机聚合物热解碳和炭黑(乙炔黑)等。口碑好硬碳
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。
口碑好硬碳硬碳容量大于常规碳类材料的理论容量，高倍率、循环性能、安全性能优。
到目前为止，主要的PIBs负极材料包括：碳基材料、Mxene、金属基材料、磷化物、硒化物和硫化物等。其中，碳基材料因其高导电性和化学稳定性而备受关注。此外，增加碳材料的层间距可以使其有效地缓冲体积膨胀并容纳更多的K。研究结果表明，杂原子（N、O、P、S、F等）掺杂可以有效调节碳材料的层间距。此外，杂原子掺杂（特别是多组分掺杂）或微/介孔可以产生大量的缺点，***增加电化学活性位点，从而提高碳材料的容量。近年来，已有不少研究者制备了杂原子掺杂的碳材料，并将其用作PIBs负极材料。但是，目前所报道的制备方法相对复杂且规模较小，严重限制了其商业化应用。设计低成本、可简单且大规模制备、环境友好且具有较高容量和优异循环性能的硬碳材料是加速PIBs商业化应用的关键。
锂电池包电极材料使用多元化，将不断更新换代
锂电池包电极材料使用多元化,将不断更新换代。锂电池包随着社会的不断发展，需求量不断增大，竞争也越来越激烈，锂电池包电极材料使用多元化方面已经由单一化向多元化的方向转变。
碳负极材料：
此种类型的材料无论是能量密度、循环能力，还是成本投入等方面，其都处于表现均衡的负极材料，同时也是促进锂电池包诞生的主要材料，碳材料可以被划分为两大类别，即石墨化碳材料以及硬碳。
磷酸亚铁锂
磷酸亚铁锂在充电和放电方面具有良好的循环性能以及热稳定性，在使用过程中具有较强的安全保障，并且该材料绿色环保，不会对环境造成严重的损害，同时价格也较为低廉，被我国电池工业认为是进行大型电池模块生产的比较好材料。目前的主要应用领域有：电动汽车、便携式移动充电电源等，在未来发展中将会朝着储能电源、便携式电源方向深入发展。 锂电池硬碳负极材料制成的锂电池具有高电压、高能量、循环寿命长。
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，特别是针对车用动力锂离子电池领域，硬炭材料有其独特的优势。硬炭的微孔结构有利于锂离子的运动，可以快出快充，对功率型应用十分有利。锂离子电池负极材料在很多的程度上决定了电池的安全性、循环寿命和能量密度，因此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。
硬炭是指难石墨化碳，是一类以高分子聚合物为前驱体经高温热解得到的碳材料，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。硬炭可逆比容量比石墨高，一般为500-700mAh/g。常见的硬炭有树脂碳（如酚醛树脂和聚糠醇等）、有机聚合物热解碳（如PFA、PVC、PVDF和PAN等）和炭黑等。与石墨相比，硬炭具有更大的层间距和更丰富的孔隙结构（图1），具有较好的低温倍率性能和优异的电解液兼容性，使其成为动力电池相当有潜力的负极材料。硬炭良好的倍率性能使得它在电动车以及混合电动车上面受到了关注和小范围的使用。
低于 800 ℃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 。北京销售硬碳
硬炭是指难石墨化碳，是一类以高分子聚合物为前驱体经高温热解得到的碳材料。口碑好硬碳
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。
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