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什么是硬碳和硅碳

硬碳一般是指难以在高温下发生石墨化的碳材料，其内部一般呈现混乱的“纸牌屋”结构。硬碳也是目前主流的钠离子电池负极材料。

硅碳是指在多孔碳碳骨架里沉积纳米硅颗粒的碳硅复合材料，利用硅的高能量密度，并结合碳材料的低充放电循环体积变化率，可作为新一代锂离子负极材料。

无论是硬碳还是硅碳，其内部均存在多孔结构，这些孔隙尺度可以是微孔级（<2 nm）,甚至是超微孔级别（<1 nm）。有时，仅仅采用氮气吸附并不能完整表征此类材料丰富的孔隙信息。

针对硬碳和硅碳材料氮气吸附等温线的特点，Micromeritics 给出了如下解决方案。

孔隙表征解决方案

1. 对于 I 型氮气吸附等温线硬碳/硅碳材料（如多孔生物质衍生类碳）

图1. I 型氮气吸附等温线硬碳/硅碳

若碳表面极性官能团少，采用 CO₂+N₂ 吸附分析。若碳表面极性官能团多，采用 O₂ 吸附分析。并选择麦克的 HS-2D-NLDFT （优于QSDFT）模型分析孔隙分布。

图2. 氧气吸附孔径分布

2. 对于II型氮气吸附等温线硬碳/硅碳材料（如树脂衍生类碳）

图3. II 型氮气吸附等温线硬碳/硅碳

建议使用 CO₂+N₂ 或 CO₂+O₂ 分析。若负极表面极性官能团很多，可用 H₂+O₂ 分析。并选择 Micromeritics 的 HS-2D-NLDFT 模型分析孔隙分布。

图4. 超微孔负极H2+N2和CO2+N2的孔径分布结果一致

结论

常规氮气吸附和其孔径分布分析模型已经不能满足具有复杂微孔，甚至超微孔结构的硬碳和硅碳负极材料孔隙信息的表征。利用 Micromeritics 开发的多种探针分子气体和其专业的 HS-2D-NLDFT 模型则能很好的弥补缺失的孔隙信息。

想了解更多专业内容，以及我们的表征解决方案，欢迎报名参加本周的网络研讨会！

时间：

2024年5月15日  周三 14:00--15:00

主题：

硬碳孔径分布多气体表征方案

关于我们

Micromeritics 是提供表征颗粒、粉体和多孔材料的物理性能、化学活性和流动性的全球高性能设备生产商。我们能够提供一系列行业前沿的技术，包括比重密度法、吸附、动态化学吸附、压汞技术、粉末流变技术、催化剂活性检测和粒径测定。

公司在美国、英国和西班牙均设立了研发和生产基地，并在美洲、欧洲和亚洲设有直销和服务业务。Micromeritics 的产品是全球具有创新力的企业、政府和学术机构旗下 10,000 多个实验室的优选仪器。我们拥有专业的科学家队伍和响应迅速的支持团队，他们能够将 Micromeritics 技术应用于各种要求严苛的应用中，助力客户取得成功。