ハードカーボンとは何ですか？
ハードカーボンとは、2500℃以上では黒鉛化が困難な炭素材料を指します。その高い機械的硬度からその名が付けられています。ハードカーボンは通常、500～1200℃の熱処理によって製造されます。原料としては、樹脂カーボン（フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフルフリルアルコール）、熱分解カーボン（PVA、PVC、PVDF、PAN）、カーボンブラック、バイオマスカーボンなどがあります。
バイオマス炭素の例としては、グルコースやセルロースが挙げられます。ハードカーボンは無秩序な構造と0.37～0.40 nmという大きな面間隔を有しています。この面間隔はLi⁺の挿入と脱離を促進し、高い比容量（最大350～400 mAh/g）をもたらします。PCベースの電解質との良好な適合性も示しています。
しかし、初期の不可逆容量は高い。また、電圧ヒステリシスなどの問題も抱えている。現在、ハードカーボンは負極材として直接使用されている。また、急速充電性能を向上させるためにグラファイトと混合することも可能だ。
ソフトカーボンとは何ですか？
ソフトカーボンとは、2500℃以上で黒鉛化しやすくなる炭素材料を指します。
例としては、ニードルコークス、石油コークス、炭素繊維、炭素微小球などが挙げられます。
黒鉛化度は低いが、ハードカーボンに比べて層状配列性に優れている。
面間隔は約0.34～0.35 nmです。
これは理想的なグラファイトよりも大きい。ソフトカーボンは優れたレート性能を発揮する。
ただし、比容量は低く（250～300 mAh/g）、出力電圧も低くなります。
明確な充放電プラトーを欠いています。ソフトカーボンは、負極材として直接使用されることは稀で、人造黒鉛の原料として使用されます。また、導電性と動力学特性を向上させるコーティングとしても使用されます。
ハードカーボンとソフトカーボンの微細構造の模式図
権威あるデータによると、2023年の世界負極材出荷量は178万9000トンに達した。中国は166万7000トンで、世界総量の93.2%を占めた。
中国では90%以上の負極材料が生産されています。製品構成別では、人造黒鉛が約80%と圧倒的に多く、天然黒鉛は約20%です。その他の負極材料はわずかな割合に過ぎません。
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