隨著鈉離子電池產(chǎn)業(yè)化的到來，對碳負極材料的需求量將急劇增加，亟需開發(fā)具有低成本、高性能、工藝簡單的鈉離子電池用軟碳負極材料。
在鈉電池領(lǐng)域，軟碳通常是指在2800℃以上容易石墨化的碳材料，其有序度較高。由于軟碳層間的范德華力較弱，其碳層在高溫下也具有較大的移動能力，容易形成結(jié)晶性的石墨，所以又被稱為“易石墨化碳”。
① 晶體結(jié)構(gòu)類似石墨，但石墨微晶層有序程度較低，存在少量褶皺和層錯結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出短程有序-長程無序的堆積特點。短程有序的石墨化微晶結(jié)構(gòu)有利于插層儲鈉，可提高小電流密度下的比容量。
② 軟碳中碳層幾乎是平行堆疊，少許的旋轉(zhuǎn)和扭曲創(chuàng)造了儲鋰和儲鈉位點。
③ 軟碳的碳層排列規(guī)整度高于硬碳，具有更高的導電性，因此倍率性能相對較好。
④ 軟碳的比表面積及表面缺陷程度較低，能減少對酯類電解液的消耗，有助于提高初始庫倫效率。
⑤ 軟碳工作電壓區(qū)間(0.2~1.2 V)遠高于產(chǎn)生鈉枝晶的電壓，安全性較好。
⑥ 從商業(yè)化角度來看，軟碳價格較低、碳化收率高、安全性好且具有一定的電化學性能，具備商業(yè)化的潛力。
制備軟碳材料的前驅(qū)體主要包括石油化工原料及其下游產(chǎn)品，如煤、瀝青、石油焦等。以石油焦制備的軟碳材料，其曲線呈斜坡狀，儲鈉比容量非常有限，所以需要開發(fā)其他高性能的軟碳材料應(yīng)用于鈉離子電池。
為了提升軟碳的可逆儲鈉容量，可以對軟碳的微觀結(jié)構(gòu)進行修飾，例如擴大石墨微晶層間距或者構(gòu)造微孔結(jié)構(gòu)，從而有效抑制體積變化，還可以為Na+擴散提供路徑，提高倍率性能與庫倫效率。
近年來，基于瀝青、無煙煤等的軟碳材料已經(jīng)應(yīng)用于鈉離子電池中，其可逆比容量能夠達到200 mAh g-1以上，具有較好的循環(huán)穩(wěn)定性。
針對各類負極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于10月25-26日在東莞舉辦第二屆先進負極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇。屆時，湖南大學副教授韓飛將作題為《鈉離子電池用高性價比軟碳材料的設(shè)計制備》的報告。報告圍繞當前鈉電用碳材料的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化布局而展開，分析總結(jié)軟碳材料在鈉電領(lǐng)域的優(yōu)劣勢以及應(yīng)用現(xiàn)狀，將重點介紹瀝青基軟碳材料、瀝青軟碳/高分子硬碳復合材料、煤基軟碳材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性質(zhì)調(diào)控以及電化學性能，加快軟碳材料的產(chǎn)業(yè)化推進，促進鈉電池的健康發(fā)展。
韓飛，湖南大學副教授，博士生導師，湖湘青年英才，新加坡國立大學博士后，斯坦福大學研究助理，從事功能型碳素材料的研究工作，在Angew. Chem.、Adv. Funct. Mater.、Energy Storage Mater. 等國內(nèi)外權(quán)威刊物上發(fā)表學術(shù)論文50余篇，授權(quán)發(fā)明專利10余項，主持了國家自然科學基金、湖南省人才創(chuàng)新計劃項目、湖南省重點研發(fā)計劃、長沙市科技計劃項目等多項重要科研項目，獲得中國復合材料學會科技進步二等獎（2021年）。
吳權(quán)等. 鈉離子電池碳負極材料的研究進展
劉金玉等. 鈉離子電池負極材料的研究現(xiàn)狀及展望
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！進粉體產(chǎn)業(yè)交流群請加中國粉體網(wǎng)編輯部微信：
粉體大數(shù)據(jù)研究提供以下企業(yè)分布圖與產(chǎn)業(yè)研究報告訂閱服務(wù)
全國石英砂供應(yīng)企業(yè)分布圖（2022版）
全國鋰電負極材料產(chǎn)業(yè)分布圖（2022~2023版）
中國石墨產(chǎn)業(yè)分布圖（2022版）
中國高純石英砂產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2022~2023）
中國高比能動力鋰電池正極材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2022~2023）
中國氮化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景分析報告（2022~2023）
中國鋰電池硅基負極產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2022~2023）
中國鈉離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2021-2023）
中國氮化鋁粉體與制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告（2021~2023）
中國高溫煅燒氧化鋁市場年度報告（2022-2023）
第二屆先進負極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇
作為鋰離子電池關(guān)鍵材料之一，負極材料對鋰離子電池的最終性能起著至關(guān)重要的作用。高能量密度、高功率密度動力鋰離子電池的性能優(yōu)化需要依托于負極材料的技術(shù)創(chuàng)新突破，因此高性能負極材料成為目前鋰離子電池的研究熱點之一。石墨負極因其自身的優(yōu)勢長期主導著負極材料市場，但隨著整個市場對高能量密度和長循環(huán)穩(wěn)定性的負極材料需求的提升，硅基負極、金屬氧化物和硫化物負極、金屬鋰負極等多種新型負極材料的研發(fā)正如火如荼地進行，并展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
為加快鋰電負極材料行業(yè)的發(fā)展，我們誠邀產(chǎn)業(yè)鏈上下游知名專家與大型企業(yè)共聚于此， 針對各類負極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于2023年10月25-26日（24日簽到）在東莞舉辦“第二屆先進負極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，旨在為負極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺，開展產(chǎn)、學、研合作，助推負極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
↓↓