中國粉體網(wǎng)訊  目前,非石墨類碳負(fù)極材料主要分為軟碳和硬碳,沒有明顯的面衍射峰,均為無定形結(jié)構(gòu),由石墨微晶和無定形區(qū)組成,無定形區(qū)中存在大量的微孔結(jié)構(gòu),微孔可作為可逆貯鋰的倉庫,可逆容量在合適的熱處理條件下,均大于372mAh/g,，有的甚至超過1000 mAh/g,。

軟碳

軟碳即易石墨化碳，是指在2000℃以上的高溫條件下能石墨化的無定形碳,。結(jié)晶度低,，晶粒尺寸小，晶面間距較大,，與電解液的相容性好,。首次充放電的不可逆容量較高，輸出電壓較低,，無明顯的充放電平臺電位,。常見的軟碳有石油焦和針狀焦等。

軟碳不直接用作負(fù)極材料,，是制造人造石墨的原料,，或者作為包覆材料改行天然石墨、合金等負(fù)極材料,。

硬碳

硬碳又稱為難石墨化碳,，是高分子聚合物的熱解碳，這類碳在3000℃的高溫也難以石墨化,。硬碳有樹脂碳,、有機聚合物熱解碳,、碳黑。

聚糠醇樹脂碳已經(jīng)被日本索尼公司用作鋰離子負(fù)極材料,，比容量可達(dá)400 mAh/g,，其晶面間距適當(dāng)，有利于鋰的嵌入而不會引起結(jié)構(gòu)顯著膨脹,，具有很好的充放電循環(huán)性能,。

硬碳SEM圖

鋰嵌入無定形碳材料中，首先嵌入到石墨微晶中,，然后進(jìn)入石墨微晶的微孔中,。在脫嵌過程中，鋰先從石墨微晶中發(fā)生嵌脫,，然后才是微孔中的鋰通過石墨微晶發(fā)生嵌脫,，因此鋰在發(fā)生嵌脫的過程中存在電壓滯后現(xiàn)象。

沒有經(jīng)過高溫處理,，碳材料中殘留有缺陷結(jié)構(gòu),，鋰嵌入時與這些結(jié)構(gòu)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致首次充放電效率低,，此外,，缺陷結(jié)構(gòu)在循環(huán)時不穩(wěn)定，容量隨著循環(huán)的進(jìn)行而衰減,。