硅炭负极材料多孔炭 -回复

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负极材料有哪些

负极材料有哪些负极材料是锂离子电池中的重要组成部分，其性能直接影响到电池的容量、循环寿命和安全性。

目前，常见的负极材料主要包括石墨、硅基材料、金属氧化物和金属硫化物等。

1. 石墨：石墨是目前应用最广泛的负极材料，其具有较高的电导率、稳定性和循环寿命。

石墨主要是通过石墨化过程获得，其中天然石墨和人工石墨是常用的石墨类型。

石墨负极材料通常具有高的锂嵌入/脱嵌容量，但容量衰减较快且循环性能相对较差。

2. 硅基材料：硅基材料具有很高的理论容量和较低的价格，是一种有潜力的负极材料。

硅具有较高的锂嵌入/脱嵌容量，但由于其体积膨胀较大，在充放电过程中易破裂，导致循环性能较差。

为了克服这一问题，研究人员采用纳米结构、多孔结构和包覆等方法来改善硅负极材料的性能。

3. 金属氧化物：金属氧化物作为锂离子电池的负极材料具有较高的电导率和较高的嵌锂容量。

常见的金属氧化物包括二氧化钛、氧化锡、氧化锰等。

这些材料具有较高的理论容量，但循环性能和倍率性能相对较差。

4. 金属硫化物：金属硫化物作为负极材料在近年来受到了广泛关注。

硫化铁、硫化钛、硫化钴等硫化物材料具有高的嵌锂容量、优良的倍率性能和较高的电导率。

然而，硫化物材料容易与电解液中的锂反应，导致材料的极化和电池性能的衰减。

除了上述几种常见的负极材料外，还有一些新型的负极材料正在发展中，如石墨烯、硅炭复合材料和金属有机骨架材料等。

这些新型材料具有更高的嵌锂容量、更好的循环性能和更安全的特性，但仍需要进一步的研究和开发。

总之，负极材料是锂离子电池中重要的组成部分，不同的负极材料具有不同的性能和适用范围。

石墨是目前应用最广泛的负极材料，但其他材料如硅基材料、金属氧化物和金属硫化物等也具有潜力成为锂离子电池的负极材料。

锂离子电池硅碳复合负极材料的研究现状

毒无害的小麦衍生碳( Wh) 作为碳源,与硅、石墨进行球磨及
后续热处理,制得 GSiWh 复合材料。石墨具有很高的振实密
度、导电性和机械强度,小麦衍生的无定形碳改善了硅与石
墨之间的物理和电相互作用。在 200 kV 加速电压下的透射
电子显微镜( TEM) 和高角环形暗场像( HAAD) 分析证实,与
相沉积法、溶胶-凝胶法、基质诱导凝固法、热解法、原位聚合
法和喷雾干燥法等。这些技术制备的碳层可以缓冲硅的体
积膨胀,且无定型碳包覆层具有较大的比表面积,能在电极
与电解液之间提供更大的接触面积,加速 Li 的传输
+
Q. Xu 等
[11]
[10]
。
受西瓜形貌的启发,通过喷雾干燥和化学气
相沉积法( CVD) 工艺,合成 Si / C 复合材料。首先,将硅纳米
颗粒( SiNPs) 与聚乙烯吡咯烷酮( PVP) 、葡萄糖和羧甲基纤
维素( CMC) 水溶液混合,超声波处理 2 h;再与片状石墨球磨
系人;
丰小华(1995-) ,男,山西人,郑州轻工业大学材料与化学工程学院硕士生,研究方向:化学电源材料;
张林森(1979-) ,男,河南人,郑州轻工业大学材料与化学工程学院教授,研究方向:化学电源材料;
陈冰(2000-) ,女,河南人,郑州轻工业大学材料与化学工程学院本科生,研究方向:新能源材料与器件。
( School of Material and Chemical Engineering,Zhengzhou University of Light Industry,Zhengzhou,Henan 450002,China )
Abstract: Research progress in preparation method, structural characteristics and lithium storage performance was reviewed for

【干货】硅基锂离子电池负极材料

【干货】硅基锂离子电池负极材料3.其它硅基复合材料（1）硅化合物型复合材料在硅-化合物型复合物的研究上，作为基体的主要有TiB2、TiN、TiC、SiC、TiO2、Si3N等物质。

这类复合物常用的制备方法为高能球磨法，此类硅基材料循环稳定性比纯硅负极材料更好一些，但是由于基体不发生脱嵌锂反应，这类材料的可逆容量一般都很低。

（2）硅导电聚合物复合材料导电聚合物由于自身具有良好导电性好、柔性度好以及易于进行结构设计等优点，不仅可以缓冲硅基材料的体积效应，还能够保持活性物质与集流体良好的电接触。

常用的导电高分子主要有聚吡咯、聚苯胺等。

电极制备工艺的优化1.电极的处理除了上文中提到的通过制备不同形态结构的硅及硅基复合材料电极来提高硅基负极材料的稳定性和可逆容量外，研究者还通过对电极进行热处理达到同样的目的。

科学家用聚偏二氟乙烯作黏合剂，发现热处理能够使黏合剂更加均匀分布在电极中，并增强硅与集流体的之间的黏合力。

另外，以PVDF为黏结剂，将其与纳米硅以一定比例涂在铜电极上，在900℃下快速热处理20min可以直接得到碳包覆硅电极，库伦效率高，充放电容量大，循环性能好。

2.集流体的选择硅巨大的体积变化造成自身粉碎，会使得活性物质从集流体上脱落，因而造成较差的循环稳定性。

通过增强集流体和硅之间的作用力，保持其良好的电接触也是改性的方法之一。

表面粗糙的集流体与硅之间的作用更好，因此使用多孔金属集流体是一种提高硅基负极材料电化学性能的有效方法。

此外，制备薄膜状的硅及硅基复合材料可省去集流体，直接用于锂离子电池负极材料，从而避免了硅基材料因巨大体积效应从集流体脱落失去电接触的问题。

3.黏结剂的选择在制备一般的锂离子电池电极材料时，通常将活性物质、黏结剂及炭黑等导电剂按一定比例混合成浆料再涂于集流体上。

由于巨大的体积效应，传统的黏结剂PVDF并不能较好的适应硅电极。

因此，通过使用能够适应硅巨大体积效应的黏结剂可以有效的改善硅基材料电化学性能。

硅碳负极材料复合方式

硅碳负极材料复合方式锂离子电池具有能量密度高、开路电压高、循环寿命长等优点，被广泛应用于计算机、手机、EV以及其它便携式电子设备中。

目前锂电池的商业化程度较高，作为锂电池的四大主材(正极材料、负极材料、隔膜、电解液)之一，负极材料的性能对电池性能具有关键影响，负极材料种类如图1所示。

目前市场上锂电厂商主要选择石墨材料作为锂电池的负极材料，石墨属于碳负极材料中的一种，包括人造石墨和天然石墨。

图1.锂电池负极材料种类石墨是较为理想的负极材料，由于其具有良好的循环稳定性、优异的导电性且层状结构具有良好的嵌锂空间，被广泛用于锂电池中。

随着国家对于锂电池性能要求的不断提高，石墨作为负极材料的不足也逐渐显露出来，例如克容量低(372mAh/g)、循环次数较多时层状结构容易剥离脱落等，限制了锂电池比能量和性能的进一步提升。

科研工作者致力于寻找一种可以替代碳负极材料的材料。

由于硅可以和锂形成二元合金，且具有很高的理论容量(4200mAh/g)而备受关注。

另外，硅还具有低的脱嵌锂电压平台(低于0.5VvsLi/Li+)，与电解液反应活性低，在地壳中储量丰富、价格低廉等优点，是一种非常具有前景的锂电池负极材料。

图2.石墨与硅的结构比较但是硅作为锂电池负极具有致命的缺陷，充电时锂离子从正极材料脱出嵌入硅晶体内部晶格间，造成了很大的膨胀(约300%)，形成硅锂合金。

放电时锂离子从晶格间脱出，又形成成了很大的间隙。

单独使用硅晶体作为负极材料容易产生以下问题：第一、在脱嵌这个过程中，硅晶体体积出现了明显的变化，这样的体积效应极易造成硅负极材料从集流体上剥离下来，导致极片露箔引起电化学腐蚀和短路等现象，影响电池的安全性和使用寿命。

第二、硅碳为同一主族元素，在首次充放电时同样也会形成SEI包覆在硅表面，但是由于硅体积效应造成的剥落情况会引起SEI的反复破坏与重建，从而加大了锂离子的消耗，最终影响电池的容量。

结合碳材料和硅材料的优缺点，经常将两者复合来使用，以最大化提高其实用性。

锂离子电池硅碳复合负极材料研究进展

锂离子电池硅碳复合负极材料研究进展曹志颖;孙红亮;杨亚洲;孙俊才【摘要】Si/C composites which have high capacity and low discharge potential have been investigated as possible substitute for the commercial graphite or carbon anode.Recent years,Si/C composites materials as anodes for lithium-ion batteries were focused by manyresearchers.Different methods and materials have significant impact on the properties of Si/C composites.The recent progress of Si/C composites materials was summarized according to the classification of carbon materials.Furthermore,this paper discussed the rasearch trend of Si/C composites as anodes for lithium-ion batteries.%硅碳负极材料具有最高的储锂容量和较低的电压平台,有望成为替代商业化石墨或碳负极的材料.关于硅碳复合材料作为锂离子电池负极材料的研究是近年来该领域的研究热点.不同的实验方法和原料都会对复合材料的性能产生重要的影响.按碳材料的分类综述了近几年关于硅碳复合材料的研究进展,并重点介绍了材料的制备方法及其优缺点.此外,还初步讨论了硅碳复合材料作为锂离子电池负极材料的研究趋势.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)005【总页数】3页(P722-724)【关键词】锂离子电池;负极材料;硅碳复合材料;缓冲基体【作者】曹志颖;孙红亮;杨亚洲;孙俊才【作者单位】大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院,辽宁大连116026;大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院,辽宁大连116026【正文语种】中文【中图分类】TM912.9随着环境问题的日益严重、化石能源的衰竭及各种便携电子产品和电动汽车的广泛应用和迅速发展，对化学能源的需求及性能要求也在不断提高。

硅碳复合负极材料结构设计与研究

硅碳复合负极材料结构设计与研究Si/C复合材料由于其超高理论比容量和高导电性有望成为下一代高性能锂离子电池负极材料，其结构设计的选择及其综合性能突破已成为国内外研究工作者及诸多企业的首要目标。

本文从基础科学的角度和工业的角度总结了硅碳负极材料的最新研究进展，主要涵盖了硅碳复合材料的结构设计、合成路线和电化学性能。

一、硅/碳复合负极材料研究现状Si具有超高的理论比容量3590mAh/g和较高的工作电压被认为是最有希望替代商业用石墨的负极之一，且资源丰富，环境友好。

然而，目前Si负极的实际应用受到多重阻碍。

主要原因是Si在完全脱锂后体积变化较大，在反复的嵌锂/脱锂过程中产生膨胀/收缩应力，导致Si材料发生严重断裂。

这导致Si表面形成不稳定的固体电解质界面膜，不断消耗电解质，从而导致快速的不可逆容量损失和较低的初始库仑效率。

此外，Si固有的低电导率和低锂离子扩散系数，也显著影响Si电极的倍率性能和库伦效率。

这些问题必须在硅电极的实际应用之前得到解决。

在过去的几十年里，人们致力于提高硅基负极材料的电化学性能。

通常是将硅的颗粒尺寸减小到纳米级或者具有非晶结构特征时，这样可以释放由于体积变化过大而引起的结构应力。

然而，纳米硅颗粒具有较大的表面能，容易发生团聚从而导致容量的衰减，从而抵消了纳米颗粒的优势。

除此之外，仅通过Si纳米化对导电性差的问题也无明显改善。

因此，将Si与其他材料通过合适的制备方法进行复合得到硅基复合材料，利用其他材料的物理特性来改善单质硅的电化学性能。

其中，较为理想的方法是将纳米硅颗粒与结构稳定且导电性能优异的基体材料复合，在充分发挥硅材料高容量的同时，用基体材料缓解硅的体积膨胀效应并提供电子和锂离子的传输通道。

硅基复合材料是高容量锂离子电池负极材料的重要发展方向，目前大量的研究工作集中在硅/金属复合材料，硅/碳复合材料以及二者的有效结合上。

目前，无论惰性金属还是活性金属作为基体材料与硅复合，对整体电极的循环稳定性提升的效果均不明显，且大部分金属的价格较高。

清华大学硅碳负极方面的研究

清华大学关于硅碳复合负极材料方面的专利汇总清华大学化学工程系魏飞教授关于硅碳负极方面的专利在soopat或佰腾专利搜索只能检索到一篇（201510395054.7），且还未授权，其专利大致情况如下所示：该硅碳复合材料是一种核壳结构，其中以硅或其氧化物为核，石墨烯为壳的亚/微米颗粒，所得材料的粒径尺寸在0.05-15um之间，石墨烯的重量占核壳结构颗粒总重量的1-8wt%，且核壳结构的比表面积等于或小于原始硅或其氧化物颗粒的比表面积。

制备的复合材料宏观形貌为球形、棒状、片状、不规则多面体形状。

其制备方法包括如下步骤：1）在常温下，将含碳粘合剂（如直连、直链淀粉、葡萄糖、多羟基醇）溶于去离子水中，持续搅拌并缓慢加热至50-100℃，保持恒温1-6小时，得到粘性液体；2）将粒径为0.1um-10um的硅或其氧化物颗粒加入到步骤1）所制备的粘性液体中，搅拌得到固含量为30-60wt%悬浊液浆料；3）将步骤2）得到的浆料进行喷雾造粒，得到粒径分布在50-300um之间的多孔球形颗粒，即二级结构颗粒；4）将步骤3）得到的二级结构颗粒填充到流化床中，在惰性气氛中加热至反应温度700-1000℃，然后通入碳源（如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、甲苯、苯等），惰性气体和碳源的总空速为500-900 h-1，保持碳源与惰性气体的体积比在0.5-2之间，进行化学气相沉积，反应时间为20-60min，得到粒径尺寸为0.05-15um的石墨烯包覆的硅或其氧化物核壳结构。

清华大学材料系黄正宏教授有一篇关于硅碳负极方面的专利（200910082897.6）。

该专利的大致情况如下所示。

该复合负极材料由基体和均匀分布其中的颗粒组成，其中颗粒是一种具有纳米尺寸的核壳结构颗粒；所述纳米颗粒的核为纳米硅，壳为有机物热解得到的无定型碳，所述的基体是高压静电电纺制备的有机纤维热解碳化后得到的，为不规则多孔洞的无定型碳网络结构。

其大致步骤如下：1）在室温90℃的水浴中，利用机械搅拌或磁力搅拌，将无定型碳的有机前驱体均匀溶于溶剂中，形成透明的溶液；2）将纳米硅颗粒均匀分散于与步骤1）中的相同的溶剂中后，再与步骤1）中的溶液混合搅拌，使得纳米硅颗粒均匀地分布于有机前驱体中；3）将步骤2）中所得的悬浊液进行高压静电电纺，得到的产物在惰性气体保护下碳化，以1℃/min速度升温至溶剂沸点温度，保温0.5-3小时，使得溶剂完全挥发；继续以5-10℃/min速度升温至400-1000℃，保温0.5-5小时，随炉冷却，使得纳米硅粉被无定形碳包覆，且均匀分散于碳基体中。

硅碳球作为锂离子电池负极材料

硅碳球作为锂离子电池负极材料背景：目前商用锂离子电池的主要制约因素是比容量低、体积大、质量重。

硅基负极的合金化提供高容量（传统电池中使用的石墨(372 mAhg-1)，硅作为电极材料具有较高的理论比容量(4200 mAhg-1)）的同时，其体积变化可达300-400%，造成巨大的机械应力，结构粉碎化，与集流器断开，导致容量损失，循环时库仑效率差。

当使用纯Si颗粒作为负极材料时，由于活性位点下降、电子传递差和Li 离子扩散缓慢，聚集也会导致严重的容量损失和较差的循环性能。

锂离子电池面临的另一个挑战是需要稳定的固体电解质界面(SEI)来保持高库仑效率，从而延长循环寿命。

在循环过程中，正极氧化的电解质迁移到负极并被还原形成某种反应产物膜，即SEI。

这种被动的SEI层是不活跃的，并保护其余的Si材料。

然而，当电极处发生裂纹和粉碎时，SEI将在结构上被破坏，使新的Si表面暴露在电解质中。

因此形成较厚的SEI，具有较高的电子电阻率、较慢的Li离子扩散和较大的不可逆容量。

基于上述讨论，负极材料的设计旨在解决电池容量和寿命问题。

设计良好的硅基材料应具有以下几个方面的良好性能:a)适应锂化/去锂化过程中的体积变化;b) SEI保持高库仑效率的稳定性;c)锂离子扩散，使材料充分利用;D)与集流器的接触和阻抗;e)成本和安全问题。

改善方法：提出了一种双孔结构-将多孔硅结合到碳球中，以满足上述原则。

覆盖硅的碳（300-3000 nm）起到导电层和机械基质的作用，在锂化和脱锂过程中保持硅的有效工作。

硅本身也具有多孔结构，以容纳在循环过程中的体积变化。

这种多孔结构是通过去除MgO生成的，它理想情况下占总体积的65％。

由于硅位于笼状结构中，也保证了导电性。

图1.碳化和镁热还原产生多孔结构制备：（1）蔗糖碳化：蔗糖（C12H22O11）被用作碳的前体。

碳化过程在硅油浴中的圆底烧瓶中进行，搅拌36小时，直到溶液颜色变为深棕色。

将粒径为50纳米的胶体二氧化硅（SNOWTEX, ST-OL）按照重量比C:SiO2 = 1:2, 1:5和1:8加入圆底烧瓶中，相应的最终产物标为C/Si（1:2），C/Si（1:5）和C/Si（1:8）。

新型多孔碳材料的合成与应用研究

新型多孔碳材料的合成与应用研究多孔碳材料是一种具有高度发达孔隙结构的新型材料，由于其独特的物理、化学和机械性质，被广泛应用于能源、环保、催化等领域。

近年来，随着科技的不断进步，新型多孔碳材料的合成与应用研究取得了重大突破。

新型多孔碳材料的合成方法主要有模板法、气相沉积法、碳化或裂解法等。

其中，模板法是最常用的方法之一，它通过使用具有特定形貌和尺寸的模板，合成具有特定孔隙结构和性质的碳材料。

气相沉积法则是在碳源气体存在下，通过化学反应或物理沉积制备碳材料。

碳化或裂解法则利用有机物作为前驱体，通过碳化或裂解反应制备多孔碳材料。

多孔碳材料的应用领域非常广泛。

在能源领域，多孔碳材料可以作为电池的电极材料，提高电池的能量密度和充放电性能。

在环保领域，多孔碳材料具有优异的吸附性能，可用于水处理、空气净化等方面。

在催化领域，多孔碳材料可以作为催化剂载体，提高催化剂的分散度和活性。

多孔碳材料还可以应用于超级电容器、传感器、生物医学等领域。

在新型多孔碳材料的合成与应用研究中，纳米碳球是一种备受的多孔碳材料。

纳米碳球具有高度球形对称的结构、高比表面积和良好的电化学性能，被广泛应用于二次电池、超级电容器等领域。

近期，科研人员通过采用不同的合成方法，制备出一种新型纳米碳球材料，该材料具有优异的电化学性能和循环稳定性，有望为二次电池领域带来新的突破。

新型多孔碳材料的合成与应用研究为材料科学领域带来了巨大的机遇和挑战。

通过不断探索新的合成方法和应用领域，有望为多孔碳材料的发展和应用提供更加广阔的前景。

新型碳基介孔材料是一种具有特殊结构和优异性能的材料，其在分子识别、气体存储、光电催化等领域具有广泛的应用前景。

近年来，随着纳米科技和材料科学的不断发展，新型碳基介孔材料的控制合成及应用已成为了科研人员的热点。

新型碳基介孔材料的制备方法主要包括模板法、硬模板法、软模板法等。

这些方法中，模板法是最常用的制备方法之一，其主要是通过选择合适的模板剂和碳源，控制合成出具有特定结构和尺寸的碳基介孔材料。

碳基电极材料

碳基电极材料引言：碳基电极材料是一种用于能量储存和转化的重要材料。

它具有良好的导电性、化学稳定性和机械强度，因此在电化学领域得到广泛应用。

本文将介绍碳基电极材料的种类、制备方法以及在能量储存和转化中的应用。

一、碳基电极材料的种类1. 石墨：石墨是碳基电极材料中最常见的一种，具有层状结构和良好的导电性。

石墨电极广泛应用于电池、超级电容器和燃料电池等能量储存和转化设备中。

2. 石墨烯：石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料，具有高度的导电性和热导性。

石墨烯电极在超级电容器和锂离子电池等领域展示出优异的性能。

3. 多孔碳材料：多孔碳材料具有大量的孔隙结构，提供了较大的比表面积和丰富的活性位点，可用于电化学储能器件中。

例如，碳纳米管、碳纤维和活性炭等都属于多孔碳材料。

二、碳基电极材料的制备方法1. 化学气相沉积法：化学气相沉积法是一种常用的制备石墨烯的方法。

通过在合适的基底上加热挥发的碳源，使其在高温下分解并沉积成单层石墨烯。

2. 氧化石墨烯还原法：氧化石墨烯还原法是将氧化石墨烯还原为石墨烯的方法。

通过在氧化石墨烯中引入还原剂，如氢气或还原剂溶液，可以还原氧化石墨烯并获得石墨烯电极材料。

3. 模板法：模板法是一种制备多孔碳材料的常用方法。

通过使用具有特定孔径的模板材料，如硅胶或聚合物微球，将碳前体材料浸渍在模板中，然后经过热处理或碳化处理，即可得到具有多孔结构的碳材料。

三、碳基电极材料在能量储存和转化中的应用1. 锂离子电池：碳基电极材料广泛应用于锂离子电池中作为负极材料。

石墨和石墨烯等材料具有良好的锂离子嵌入和脱嵌性能，能够实现高容量和长循环寿命。

2. 超级电容器：碳基电极材料在超级电容器中作为电极材料，具有高比电容和快速充放电性能。

多孔碳材料由于其大比表面积和丰富的孔隙结构，被广泛应用于超级电容器领域。

3. 燃料电池：碳基电极材料在燃料电池中作为催化剂载体和电子传导介质。

石墨烯和碳纳米管等材料具有良好的导电性和催化活性，能够提高燃料电池的效率和稳定性。

多孔炭材料简介

多孔炭材料简介由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的多孔炭材料在具备炭材料性质（如化学稳定性高、导电性好、价格低廉等）优点的同时，还具有比表面积大、孔道结构可控、孔径可调等诸多特点。

因此，多孔炭材料可应用于分离净化、色谱分析、催化、光学器件、能量存储、生物分离薄膜及纳米反应器等领域。

由三维网络结构形成的大孔结构使多孔炭材料具有优异的吸附性能。

目前，随着多孔炭材料研究的深入和应用的加快，在制备多孔炭材料时，不仅需要控制介孔材料的介观结构、孔径及孔道排列，而且对其微米级的宏观形貌也有具体要求。

现已经成功合成了球、纤维、棒、单晶和体材料等多种形貌的介孔炭材料。

一、多孔炭材料类型多孔炭材料根据孔直径大小分为三类：微孔炭材料（Micropore,＜2nm）介孔炭材料（Mesopore,2~50nm）和大孔炭材料Macropore,＞50nm）。

其中微孔炭材料又分为极微孔（＜0.7nm）和超微孔炭材料（0.7~2nm）。

根据多孔炭材料的结构特点，又将其分为无序多孔炭和有序多孔炭材料。

其中，无序多孔炭材料的孔道不是长程有序，孔道形状不规则，孔径大小分布范围宽。

无序微孔材料中很重要的一类是分子筛型微孔炭，具有均一的微孔结构，孔直径在几A之内。

图11为模板法制备的有序多孔炭及无序多孔炭的流程图5A为不连通孔道模板制备的无序多孔炭，B为相互连通空隙模板制备的有序多孔炭。

多孔炭的微孔材料适合于吸附小分子化合物，而介孔炭材料则适合吸附分子直径较大的染料、维生素及高分子化合物等。

二、制备多孔炭材料的原材料理论上，只要能得到炭都可用作合成多孔炭的原料。

因此，制备多孔炭材料的原料种类繁多，主要有生物质材料、合成高分子材料、废弃高分子材料、焦油与煤炭材料等四类。

1、生物质材料可用作炭材料前驱体的生物质材料，既可以是植物的枝、干、叶、果实与果壳，也可以是动物的骨头和粪便，也可以来源于海洋生物（如海藻）。

枝干类材料有木材、竹、树皮、玉米芯和茎；果壳类材料有稻麦壳、核桃、椰子壳、果核、栗子壳、棉子壳等；还有蔗糖、糖蜜、咖啡豆、甘蔗渣、甜菜渣、木质素等。

聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料_概述及解释说明

聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料概述及解释说明1. 引言1.1 概述该篇文章将对聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料进行概述和解释说明。

多孔碳材料作为一类具有广泛应用前景的新型材料，其独特的结构和性能使其在催化剂、能源存储与转换以及吸附分离等领域展示出巨大潜力。

然而，传统的碳材料还存在着一些问题，如比表面积低、孔径分布不均匀等。

为了克服这些限制，并进一步改善碳材料的性能，近年来引入了聚合物衍生方法和杂原子掺杂策略。

1.2 文章结构本文将按照以下结构组织内容：章节2：详细介绍聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料。

该章节包括聚合物衍生方法的概述、杂原子掺杂对碳材料性能的意义和作用以及多孔碳材料的特点和应用领域。

章节3：解释说明聚合物衍生过程及其影响因素。

在此部分中，我们将介绍聚合物衍生过程的基本步骤，并探讨不同杂原子种类对碳材料性能的影响以及衍生条件对产品性质的调控效果。

章节4：总结目前杂原子掺杂多孔碳材料制备策略的研究现状。

我们将分别总结硬模板法、软模板法和其他制备方法在制备杂原子掺杂多孔碳材料方面的研究进展，为读者提供一个全面了解该领域最新进展的综述。

章节5：结论部分对主要研究结果进行总结，并指出存在的问题并提出未来可能的研究方向和展望。

1.3 目的本文旨在系统地介绍聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料，并深入解释说明其制备过程中影响因素和相关研究现状。

通过本文的阐述，读者可以更好地理解该领域内多孔碳材料及其应用，同时也为今后在该领域进行更深入的研究提供参考。

2. 聚合物衍生的杂原子掺杂多孔碳材料2.1 聚合物衍生方法概述聚合物衍生方法是制备杂原子掺杂多孔碳材料的关键步骤之一。

该方法利用聚合物作为前驱体，在高温条件下进行热解或碳化处理，从而形成具有丰富孔结构和掺杂原子的多孔碳材料。

常用的聚合物包括聚苯胺、聚氨酯、聚乙烯等。

2.2 杂原子掺杂的意义和作用杂原子掺杂是指在多孔碳材料结构中引入非碳元素，如氮、硫、氧等。

负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池

发明名称提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质和可再充电锂电池，负极活性物质包括：多孔硅‑碳复合物，包括硅、碳和硅酸镁(MgSiO 3)，并且具有0.001<I MgSiO3(610)/I Si(111)<0.01的衍射峰强度比I MgSiO3(610)/I Si(111)，该衍射峰强度比I MgSiO3(610)/I Si(111)是在X射线衍射分析中在2θ＝30°至32°处的MgSiO 3的衍射峰强度I MgSiO3(610)与在2θ＝27.5°至29.5°处检测的Si(111)的衍射峰强度I Si(111)负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池摘要的比。

负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池技术领域[0001]发明涉及负极活性物质和包括该负极活性物质的可再充电锂电池。

背景技术[0002]电动车辆和ESS(能量存储系统)市场扩张需要高容量和高效率的电池，并且已经进行了针对使用硅基材料作为电池的负极活性物质的研究。

硅基负极活性物质具有表现出高容量和高效率的优点，但是具有与充电和放电期间的体积膨胀相关的缺点。

[0003]为了克服这些缺点，已经尝试将材料与碳基质、氧化硅或硅合金组合。

在该背景技术中公开的以上信息仅用于增强对发明的背景的理解，因此，它可以包含不构成对本领域普通技术人员来讲在该国已经公知的现有技术的信息。

发明内容[0004]一个实施例提供了一种能够改善初始效率和循环寿命特性的用于可再充电锂电池的负极活性物质。

[0005]另一实施例提供了一种包括负极活性物质的可再充电锂电池。

[0006]一个实施例提供了一种用于可再充电锂电池的负极活性物质，该负极活性物质包括：多孔硅‑碳复合物，包括硅、碳和硅酸镁(MgSiO 3)以及孔，并且具有0.001<I MgSiO3(610)/I Si(111)<0.01的衍射峰强度比I MgSiO3(610)/I Si(111)，该衍射峰强度比I MgSiO3(610)/I Si(111)是在X射线衍射分析中在2θ＝30°至32°处的MgSiO 3的衍射峰强度I MgSiO3(610)与在2θ＝27.5°至29.5°处检测的Si(111)的衍射峰强度I Si(111)的比。