隨著鋰離子電池比能量的逐步進(jìn)步，傳統(tǒng)的石墨負(fù)極資料，如天然石墨、人工石墨，現(xiàn)已無法滿意高比能鋰離子電池的需求，因而很多高容量負(fù)極資料被陸續(xù)開發(fā)出來，當(dāng)然石墨資料也沒有束手待斃，多種改性技能被開發(fā)出來，其間最有用，也是最招引重視的當(dāng)屬“氮摻雜石墨技能”和“介孔碳技能”，這兩種改性辦法在大幅進(jìn)步石墨資料比容量的基礎(chǔ)上，并未降低資料的循環(huán)功能，因而具有杰出的使用遠(yuǎn)景。
近來北京理工大學(xué)的Xinyang Yue等人根據(jù)介孔碳技能開發(fā)了一種微孔-介孔中空碳微球鋰離子電池負(fù)極資料，該資料的比外表積高達(dá)396m2/g，該資料不只具有高容量特性，并且具有杰出的循環(huán)功能，在2.5A/g的電流密度下，循環(huán)1000次依然堅(jiān)持530mAh/g的比容量。該資料的倍率功能也十分讓人震動(dòng)，在60A/g的電流密度下(約為100C)，該資料比容量依然可達(dá)180mAh/g。
研討中Xinyang Yue使用370nm硅微球作為模板，多巴胺作為碳源，PEO-PPO-PEO (P123)作為孔構(gòu)成介質(zhì)，在400℃下Ar維護(hù)焙燒3h，然后800℃下焙燒3h，最終使用20%的HF在中空碳微球的外表腐蝕出微孔，并除掉資料中的硅模板。最終通過清洗和真空枯燥后，就獲得了微孔-介孔中空碳微球資料。
外表呈現(xiàn)出因?yàn)镠F腐蝕所構(gòu)成的微孔，TEM顯微鏡，則調(diào)查到了該資料的中空結(jié)構(gòu)。電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，該資料在0.5A/g的電流密度下，能夠獲得624mAh/g的電流密度，這要遠(yuǎn)高于石墨資料372mAh/g的理論比容量，額外的容量主要是由資料的缺點(diǎn)發(fā)生的。可是該資料的不可逆容量較高，達(dá)到了1081mAh/g，這主要是因?yàn)橘Y料巨大的比外表使得在構(gòu)成SEI膜的過程中電解液分化較多，消耗較多Li形成的。
盡管該資料的初次不可逆容量較高，可是該資料具有杰出的循環(huán)功能。該資料的初次放電容量為646mAh/g，循環(huán)50次容量下降到502mAh/g，可是隨后比容量開端上升，循環(huán)400次容量為563mAh/g，循環(huán)1000次容量仍可達(dá)500mAh/g以上。
該資料體現(xiàn)最為亮眼的是倍率功能，在1 A/ g，2.5 A /g，5 A /g，10 A/ g，20 A /g，40 A/ g和60 A /g的電流密度下，該資料的比容量分別達(dá)到了495 mAh/g， 382 mAh/g，301.3 mAh/g，254.4 mAh/g，206.5 mAh/g，190.7 mAh/g和189.3 mAh/g，體現(xiàn)出了杰出的倍率功能，十分合適使用在高功率鋰離子電池上。
現(xiàn)在該資料最大的問題是制備成本過高，振實(shí)密度偏低，難以商業(yè)化使用，而資料的初次不可逆容量過高的問題，能夠通過負(fù)極補(bǔ)鋰等技能進(jìn)行處理。現(xiàn)在該辦法還只是停留在實(shí)驗(yàn)室水平，還需求進(jìn)一步研討，降低成本，進(jìn)步資料的功能。
