什么是硬碳和硅碳
硬碳一般是指難以在高溫下發(fā)生石墨化的碳材料，其內(nèi)部一般呈現(xiàn)混亂的“紙牌屋"結(jié)構(gòu)。硬碳也是目前主流的鈉離子電池負(fù)極材料。
硅碳是指在多孔碳碳骨架里沉積納米硅顆粒的碳硅復(fù)合材料，利用硅的高能量密度，并結(jié)合碳材料的低充放電循環(huán)體積變化率，可作為新一代鋰離子負(fù)極材料。
無論是硬碳還是硅碳，其內(nèi)部均存在多孔結(jié)構(gòu)，這些孔隙尺度可以是微孔級（<2 nm）,甚至是超微孔級別（<1 nm）。有時，僅僅采用氮氣吸附并不能完整表征此類材料豐富的孔隙信息。
針對硬碳和硅碳材料氮氣吸附等溫線的特點，Micromeritics 給出了如下解決方案。
孔隙表征解決方案
1. 對于 I 型氮氣吸附等溫線硬碳/硅碳材料（如多孔生物質(zhì)衍生類碳）
圖1. I 型氮氣吸附等溫線硬碳/硅碳
若碳表面極性官能團(tuán)少，采用 CO2+N2 吸附分析。若碳表面極性官能團(tuán)多，采用 O2 吸附分析。并選擇麥克的 HS-2D-NLDFT （優(yōu)于QSDFT）模型分析孔隙分布。
圖2. 氧氣吸附孔徑分布
2. 對于II型氮氣吸附等溫線硬碳/硅碳材料（如樹脂衍生類碳）
圖3. II 型氮氣吸附等溫線硬碳/硅碳
建議使用 CO2+N2 或 CO2+O2 分析。若負(fù)極表面極性官能團(tuán)很多，可用 H2+O2 分析。并選擇 Micromeritics 的 HS-2D-NLDFT 模型分析孔隙分布。
圖4. 超微孔負(fù)極H2+N2和CO2+N2的孔徑分布結(jié)果一致
結(jié)論
常規(guī)氮氣吸附和其孔徑分布分析模型已經(jīng)不能滿足具有復(fù)雜微孔，甚至超微孔結(jié)構(gòu)的硬碳和硅碳負(fù)極材料孔隙信息的表征。利用 Micromeritics 開發(fā)的多種探針分子氣體和其專業(yè)的 HS-2D-NLDFT 模型則能很好的彌補(bǔ)缺失的孔隙信息。
想了解更多專業(yè)內(nèi)容，以及我們的表征解決方案，歡迎報名參加本周的網(wǎng)絡(luò)研討會！
時間：
2024年5月15日 周三 14:00--15:00
主題：
硬碳孔徑分布多氣體表征方案
關(guān)于我們
Micromeritics 是提供表征顆粒、粉體和多孔材料的物理性能、化學(xué)活性和流動性的全球高性能設(shè)備生產(chǎn)商。我們能夠提供一系列行業(yè)前沿的技術(shù)，包括比重密度法、吸附、動態(tài)化學(xué)吸附、壓汞技術(shù)、粉末流變技術(shù)、催化劑活性檢測和粒徑測定。
公司在美國、英國和西班牙均設(shè)立了研發(fā)和生產(chǎn)基地，并在美洲、歐洲和亞洲設(shè)有直銷和服務(wù)業(yè)務(wù)。Micromeritics 的產(chǎn)品是全球具有創(chuàng)新力的企業(yè)、政府和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)旗下 10,000 多個實驗室的優(yōu)選儀器。我們擁有專業(yè)的科學(xué)家隊伍和響應(yīng)迅速的支持團(tuán)隊，他們能夠?qū)?Micromeritics 技術(shù)應(yīng)用于各種要求嚴(yán)苛的應(yīng)用中，助力客戶取得成功。
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