多孔碳材料內(nèi)部存在大量孔洞，孔徑尺寸在納米級別，由孔徑大小來看包括微孔、介孔、大孔三類。多孔碳材料在硅碳負極中作為骨架材料使用，基于多孔碳材料制造而成的硅碳負極可以廣泛應(yīng)用在鋰離子電池（包括固態(tài)電池、半固態(tài)電池）、鋰硫電池、超級電容器等制造中。預(yù)計2030年，全球多孔碳材料需求將達到4.9萬噸左右。
電極材料性能的優(yōu)劣直接影響鋰離子電池的能量密度、循環(huán)壽命。硅基負極理論比容量遠大于石墨負極，硅碳負極憑借高比容量、高導(dǎo)電率等特點，成為負極材料重要發(fā)展方向之一。但硅碳負極存在嵌鋰過程體積膨脹、硅與電解液發(fā)生反應(yīng)等問題，影響了電池循環(huán)壽命。
以多孔碳為骨架材料，采用化學(xué)氣相沉積法，可以制備得到CVD法硅碳負極。CVD法硅碳負極的制備過程是，將硅烷通入多孔碳，熱解后產(chǎn)生納米硅顆粒，沉積在多孔碳孔隙中，形成硅碳材料，經(jīng)碳包覆后可用來制造負極。CVD法硅碳負極能夠解決硅碳負極存在的問題，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
多孔碳材料制備需要考慮前驅(qū)體選擇以及制備工藝兩大塊。多孔碳材料可以選擇的前驅(qū)體種類多樣，主要有：生物質(zhì)，例如椰殼等，來源廣泛、成本低，但比表面積、孔洞結(jié)構(gòu)相對較差；樹脂，例如酚醛樹脂，比表面積大、孔洞結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但成本較高、導(dǎo)電率略低；此外還有煤基材料（例如煤瀝青）、石油基材料（例如石油瀝青）、有機框架材料等。
多孔碳材料以前驅(qū)體為原料，通過物理/化學(xué)活化法、軟/硬模版法、溶膠凝膠法等工藝進行制備。其中，化學(xué)活化法可以采用酚醛樹脂為原料，制備得到孔洞結(jié)構(gòu)可控、介孔占比高、比表面積大的多孔碳材料；軟、硬模版法可以采用酚醛樹脂為原料，硬模版法介孔占比高、孔徑偏差小，但工藝復(fù)雜、成本高，軟模版法介孔占比低于前者，但成本低。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國多孔碳材料布局企業(yè)數(shù)量不斷增多，主要有福建元力活性炭股份有限公司、濟南圣泉集團股份有限公司、湖南金博碳素股份有限公司、常州創(chuàng)明超電材料科技有限公司、江西紫宸科技有限公司等。元力股份聚焦多孔碳業(yè)務(wù)，已經(jīng)實現(xiàn)批量生產(chǎn)與銷售，正在推進實施“年產(chǎn)2000噸多孔碳建設(shè)項目”；圣泉集團開發(fā)出球形多孔碳技術(shù)，可制備抗膨脹、高容量的硅碳負極，已獲得下游客戶訂單；金博股份表示研發(fā)出低成本改性樹脂基多孔碳材料，已在下游客戶評測。
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