中文名称：碳布/硬碳复合材料

硬碳是指难以被石墨化的碳，通常是将具有特殊结构的交联树脂在1000℃左右热分解得到，常见的硬碳有树脂碳、有机聚合物热解碳和炭黑等。在钠离子电池中，硬碳也是一种备受关注的负极材料。钠离子电池负极材料作为电池储钠的主体，对电池的发展具有决定性作用。与其他钠离子电池负极材料相比，硬碳具有内部晶体排列无序、层间距大的特点，这使得硬碳负极在同等体积下可以储存更多的电荷，提高了钠离子电池的能量密度和续航能力。同时，由于硬碳的孔隙结构更大，可以容纳更多钠离子，因此在放电过程中电极的膨胀收缩更加均匀，增加了其循环稳定性、充放电性能，并延长了钠离子电池的循环使用寿命。目前，钠离子电池已成为国内外研究和产业化的热点，随着相关研究的深入和技术的发展，硬碳负极材料的市场规模有望持续增长。但对于硬碳的储钠机制尚未达成统一认识，还需要进一步研究来揭示其与电化学反应机制的构效关系，以及探讨硬碳材料的物理参数对电化学性能的影响等。

技术参数

外观：黑色碳布

厚度：300-500 μm

产品特点

短程碳层堆叠、长程无序结构：热解过程中，碳层有平面生长的趋势，但大分子中的交联结构阻碍其平面方向生长，因此硬碳中的碳层不能无限延伸生长为类似石墨的片层结构，只能在短程中出现碳层堆叠结构，长程则呈无序状态。其结构以无定形部分为主，部分碳层无序堆积，出现缺陷和孔洞，而另一部分碳层呈石墨微晶结构，这些石墨微晶没有取向，相互交联。

层间距大、微孔多：相对于石墨，硬碳具有更大的层间距和更多的微孔，这使得离子可以快速地嵌入和脱出，对应地离子嵌入脱出储锂活性位点多，从而具有更大的比容量。

倍率性能优良：理论上硬碳材料倍率性能好，能够实现大倍率的充放电。

循环寿命长：硬碳结构稳定，充放电循环寿命长。

应用

新能源汽车：虽然钠离子电池的能量密度和循环寿命等方面仍有提升空间，但其低温、安全和快充等性能指标表现较好，可用于一些对续航要求不那么**的新能源汽车中；

大规模储能：随着太阳能、风能等可再生能源发电量的迅速扩大，对储能的需求也在增加。钠离子电池在储能领域有一定应用前景，而硬碳作为其负极材料，有助于提高储能电池的性能；

消费类电子设备：例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等，可满足这些设备对于电池快充、安全等方面的要求；

智能电网：在智能电网中，钠离子电池可用于储能系统，帮助平衡电网的供需，提高电网的稳定性和可靠性；

低速交通工具：如电动自行车、电动三轮车等，这类交通工具对电池的重量和体积要求相对较低，钠离子电池可凭借其成本优势得到应用。

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