2.2.3 软碳

软碳即易石墨化碳，是指在2000℃以上的高温下能石墨化的无定形碳，结构模型如图1-2-3所示。软碳比硬碳的石墨化程度高，但是不如天然石墨或者人工石墨的石墨化程度高。软碳结晶度（即石墨化度）较低，晶粒尺寸小，晶面间距（d₀₀₂）较大，与电解液的相容性好，首次充放电的不可逆容量较高，输出电压较低，无明显的充放电平台电位。软碳中含有大量的缺陷和空位，可以储存更多的锂离子。常见的软碳有石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等。

焦炭是通过液相炭化得到的一种无定形碳材料，在高温下易石墨化。软碳具有一种不发达的石墨结构，它的碳层基本上平行排列，但是并不规则，层间距为3.34～3.35Å，略大于石墨层间距。石油沥青在1000℃条件下经过脱氢、脱氧可以得到焦炭的一种——石油焦，具有乱层状的非结晶结构。作为储锂材料，它具有资源丰富、价格低廉、锂离子在结构中扩散较快、与各种电解液体系能互相兼容等优点[3]。同时，它也有很多不足之处，如石油焦的放电电势可以从1.2V一直持续到0V左右，较高的平均电压会在一定程度上限制电池的能量密度；可以与锂形成LiC₁₂化合物，从而理论比容量不高（仅有186mA·h/g）；在锂的嵌入过程中碳结构会发生体积膨胀，降低循环寿命等[4]。因此软碳一般不直接用作负极材料，通常作为制造人造石墨的原料，或者作为包覆材料改性天然石墨、合金等负极材料。

图1-2-3 软碳结构模型