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碳負(fù)極材料是迄今為止綜合性能最好的鋰離子電池負(fù)極材料。是以蔗糖為原料，采用熱水法制備了硬碳負(fù)極材料。然后再通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、恒電流充放電測(cè)試等方法研究了溶液濃度和加熱處理溫度對(duì)材料相結(jié)構(gòu)、顆粒形貌及電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，隨著溶液濃度的提高，硬碳粉體顆粒濃度逐漸加大。但是濃度過低制備的納米硬碳顆粒容易團(tuán)聚，濃度過高易容已引起顆粒的異常長(zhǎng)大。熱處理溫度過低材料表面會(huì)殘留有機(jī)物，而溫度太高易導(dǎo)致顆粒長(zhǎng)大，這些現(xiàn)象不利于材料電化學(xué)性能的發(fā)揮。蔗糖溶液濃度為5%、熱處理溫度為700時(shí)制備的硬碳，顆粒細(xì)小且均勻，表現(xiàn)出較高的可逆容量、優(yōu)異的倍率性和循環(huán)穩(wěn)定性。
通過對(duì)硬碳材料微觀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),能夠顯著改善鋰離子電池的能量密度、功率密度和循環(huán)壽命,適應(yīng)新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的要求。與傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料相比,硬碳具有嵌鋰容量高、倍率性能好以及循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。研究者通過改變碳源、優(yōu)化制備工藝,相繼制備了一系列結(jié)構(gòu)獨(dú)特性能優(yōu)異的硬碳材料。基于硬碳基鋰離子電池負(fù)極材料的最新研究進(jìn)展,總結(jié)了以不同碳源制備硬碳材料的研究工作,并簡(jiǎn)要分析了硬碳的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料嵌鋰性能的影響。最后總結(jié)并指出了該領(lǐng)域亟待解決的問題以及未來的發(fā)展方向。