工信部锂離子電池及類似産品标準工作組于11月28日～29日舉辦“鈉離子電池産業鍊與标準發展論壇”。本次論壇由中國電子技術标準化研究院聯合中關村儲能産業技術聯盟主辦，鈉離子電池相關産業鍊企事業機關共同參與。
此次大會旨在為鈉離子電池産業鍊企業搭建一個交流的平台，同時也為鈉離子電池行業相關人員提供一個了解鈉離子電池産業最新資訊的視窗。使參會企事業機關加強合作交流，促進鈉離子電池産業健康持續發展。期間，18位行業大咖與大家共同探讨鈉離子電池的發展現狀與市場前景。
來自廈門大學能源學院、嘉庚創新實驗室的鄭志鋒教授在本次鈉離子電池産業鍊與标準發展論壇上發表了《硬炭材料及其性能結構調控》主題演講。
鄭志鋒教授個人簡介，鄭志鋒教授所從事的研究方向為儲能與碳材料，曾作為通路學者通路美國可再生能源國家實驗室、美國路易斯安那州立大學，發表論文230餘篇，授權國家發明專利20餘項，獲雲南省科技進步二等獎等獎項。
2021年10月國務院釋出《2030年前碳達峰行動方案》，規定2030年前二氧化碳排放達到峰值。2060年前實作碳中和。大力推動能源綠色低碳轉型行動與交通運輸綠色低碳行動。
近年來，大陸密集出台儲能政策，在《十二五規劃》《十四五規劃》中都有提到，要求實作碳達峰碳中和，努力建構清潔低碳、安全高效能源體系。
儲能産業作為戰略性基礎産業，涵蓋範圍包括智能電網、風能發電、光伏發電、電動車、通信電源、電子産業、軍工産品多領域。新型電力産業具有安全可靠性、環境友好性、經濟性和可持續發展能力。
目前，世界各國都開展了對于鈉離子電池的研究。2020年美國能源部杜宇電池研究計劃的布局中明确将鈉離子電池作為儲能電池的發展體系；歐盟儲能計劃“電池2030”将鈉離子電池列在非锂離子電池體系的首位；“地平線2020研究和創新計劃”将鈉離子材料作為制造用于非汽車應用耐久電池的核心元件重點發展項目。科技部在“十四五”期間實施“儲能與智能電網技術”重點專項，并将鈉離子電池技術列為子任務，進一步推動鈉離子電池的規模化、低成本化、提升綜合性能。
鈉離子電池具有安全性高、儲量豐富成本低、相容現有的锂電裝置、集流體均為鋁箔、雙極性電池、鈉離子溶劑化能低、低鹽濃度電解液、高低溫性能優異等優勢。
目前國内外企業對于鈉離子電池的研究現狀分析。
鈉離子電池成本與锂離子電池成本對比，鈉離子材料成本降低30-40%。鈉離子電池負極材料一般為硬碳、軟碳、複合碳等無定形碳材料。
鈉離子電池負極材料一般為硬碳、軟碳、複合碳等無定形碳材料。硬碳又稱為難石墨化材料，是指在2500℃以上的高溫下也難以石墨化，一般在500-1200℃範圍内熱處理得到，常見的硬碳材料有樹脂碳、碳黑等。軟碳又稱為易石墨化碳，是指在2500℃以上的高溫下能石墨化的無定形碳，常見的軟碳材料有石油焦、針狀焦、碳纖維等。
硬碳相較于石墨儲鈉能力更強，因其由任意互相交錯的短程有序碳層堆積而成，碳層間形成了較多缺陷和微孔，同時還具有較大的碳層間距。硬碳由于具有較低的嵌鈉平台與較高的比容量，且來源豐富，預計未來将成為代替石墨的新選擇，尤其是在冷啟動和快速充電時更明顯。
目前硬碳負極材料主要包括樹脂碳類、有機聚合物熱解碳類、炭黑類、生物質碳類。當下技術較為成熟、處于領先地位的硬碳負極材料生産企業主要集中在日本。
目前市場日本硬碳材料生産企業與中國硬碳材料生産企業簡介。
日本住友電木株式會社硬碳簡介，該硬碳屬于耐熱性和阻燃性很高的酚醛樹脂，用于高輸出用锂離子充電電池、鈉離子電池負極。具有粒徑數um，結晶間距約為4埃，大于石墨的3.4埃，凝固後作為負極使用時，便于锂/鈉離子進出，在低溫環境與石墨相比，可将單元電阻減低20-30%。但存在着放電電壓容量變化大，首次充放電效率低于石墨化碳等問題；預計發展方向在摻雜/包覆改性、孔徑/石墨化等結構優化。
由吳羽電池材料株式會社生産的硬碳材料結晶微小。Li+/Na可嵌入的Edge Site遍布粒子内部，石墨材料因其高度結晶性，Edge Site較少，Li+/Na可嵌入的部位較少。
JFE化工株式會社利用專有技術從煤焦油制造的硬碳。具有比石墨更出色的輸出與耐久性，擁有适合混合動力汽車等環保車性能，可用于锂離子二次電池負極材料；锂離子電容器、鈉離子電池等負極材料、炭素·樹脂複合材料的填充物。
貝特瑞快充硬碳，BHC系列為采用植物原料制備的硬碳，具有優異低溫、倍率、循環及安全方面的性能，廣泛應用于動力電池、啟停電源及鈉離子電池等。
SIBs硬碳負極儲鈉機理主要分為“嵌入-孔填式”機制、“吸附-嵌入”機制、“吸附-嵌入-孔填充”機制、“吸附-嵌入-鈉析出”機制。硬碳材料不同微觀結構對儲鈉機理有影響。
SIBs硬碳負極材料前驅體材料主要分為生物質前驅體、糖類前驅體、合成樹脂前驅體、瀝青前驅體四種。
硬碳負極功能化設計與性能結構調控，結構工程主要為離子擴散路徑調控；缺陷工程為電子結構調控、表面工程為實體化學性質調控、預鈉化。
結構工程-離子擴散路徑調控主要采用形貌結構設計與孔調控。
缺陷工程-電子結構調控主要分為單原子摻雜與多重雜原子摻雜。
表面工程-實體化學性質調控主要分為表面氧官能團功能化與包覆/複合。
預鈉化：富氧柔性碳紙高性能鈉金屬負極。
以上為廈門大學能源學院、嘉庚創新實驗室的鄭志鋒教授在本次鈉離子電池産業鍊與标準發展論壇上發表的《硬炭材料及其性能結構調控》主題演講。