為了提升碳材料的電化學性能，相關人員進行了大量研究，發現使用雜原子摻雜碳材料的方法。經過雜原子摻雜的碳材料具有優異的電子傳輸和儲存能力，可以作為鋰離子電池的負極材料。氮元素和碳化學性質較為相似，較為容易結合，經過數十年的研究，當前氮摻雜碳材料被應用在多個領域，尤其是在燃料電池中作為電催化劑和超級電容器的電極材料。
根據周圍環境的不同，摻雜氮原子可被分為化學氮和結構氮兩種。化學氮通常存在安吉或者亞硝酰基等表面基團中，可以用氨水、硝酸對碳材料進行引入化學氮。結構氮是指直接連接在碳骨架上的氮，常見的有石墨氮、吡啶氮、吡咯氮和吡啶氮氧化物等。
根據新思界產業研究中心發布的
《2021-2025年中國氮摻雜碳材料行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示，鋰離子電池由于擁有高能量、高循環、綠色環保等優點，被廣泛應用在汽車、智能手機、電腦、人造衛星等領域。在2021年上半年，國內鋰離子電池產量約為111GWh，上游的正極材料和負極材料產量分別為46萬噸和36萬噸。目前鋰離子電池的安全性存在問題，且能量密度不能滿足需求，因此開發高性能電機材料極具意義。氮摻雜碳材料作為鋰離子電池負極材料的應用前景廣闊，行業發展前景較好。
氮摻雜碳材料的合成方法多種，主要可歸為原位摻雜法、后處理法兩種。其中原位氮摻雜材料的合成方法主要有模板法、化學氣相沉淀法和水熱法。后處理法主要是用于含氮豐富的材料作為氮源時采用的方法，該方法處理的缺點是合成步驟繁瑣、氮摻雜量較低。
雖然氮摻雜碳材料行業發展前景較好，但由于氮物種類型的多樣化、含量差異化大、分布不均勻等問題，給氮物種的采集和確認帶來難題，一定程度影響了氮摻雜碳材料行業的發展。
新思界
產業分析人士表示，氮摻雜碳材料是碳材料行業高端化發展的必然趨勢，成為近幾年先材料研究的熱點之一，行業發展快速，未來作為負極材料在鋰離子電池領域的應用前景較好。氮摻雜碳材料性能優異，應用前景較好，但目前其摻雜氮原子獲取和辨認存在一定難度，且摻雜氮原子采用的合成方法存在明顯缺陷，未來行業存在較大發展空間。
