和凤祥，吕晗，陈雪，臧娜

（中钢集团鞍山热能研究院有限公司，鞍山 114044）

0 引言

锂离子二次电池的开发和研究始于上世纪70年代，它是继镍镉、镍氢电池之后新一代储能电池。用嵌锂化合物代替金属锂作为电池负极，在二次电池的历史上是一次飞跃。锂离子二次电池作为一种新型的高能二次电源，具有比能量大、放电电压平稳、电压高、低温性能好、对环境友好、安全性能优越、无记忆效应和循环寿命长等优点[1，2]，负极材料的发展在锂离子电池的发展中起了决定性作用[3]。目前,对碳负极材料的研究[4]是锂离子电池研究中最为活跃的领域之一，其中，硬碳的特殊结构使其具有容量高、循环寿命长等优势，是未来最具潜力的石墨替代材料之一。

1 分类

锂离子电池负极材料主要分为碳材料与非碳材料两大类（图1），碳材料有广泛的材料

来源和许多不同的结构。与其它的负极材料相比，碳材料具有高比容量、电化学电势低、循环性能好、廉价、无毒性和在空气中稳定等优点，是目前市场上最成熟的锂离子电池负极材料。现在大规模商业化的锂离子电池负极以石墨类材料为主，包括天然石墨和人造石墨。但商业化的锂离子电池负极材料石墨由于其能量密度低(理论容量372mAh·g-1)，已经不能满足对锂离子电池的高性能要求，这已经成为桎梏石墨类碳负极继续发展最大的瓶颈。

图1 锂离子电池负极材料种类Fig 1 Types of anode materials for lithium-ion batteries

硬碳是一种难石墨化碳，由于前驱体中存在大量 H、O、N等杂原子，阻碍了热处理过程中结晶区域的形成，因而即使在2500℃以上的高温下也很难石墨化。……