为了提升碳材料的电化学性能，相关人员进行了大量研究，发现使用杂原子掺杂碳材料的方法。经过杂原子掺杂的碳材料具有优异的电子传输和储存能力，可以作为锂离子电池的负极材料。氮元素和碳化学性质较为相似，较为容易结合，经过数十年的研究，当前氮掺杂碳材料被应用在多个领域，尤其是在燃料电池中作为电催化剂和超级电容器的电极材料。
根据周围环境的不同，掺杂氮原子可被分为化学氮和结构氮两种。化学氮通常存在安吉或者亚硝酰基等表面基团中，可以用氨水、硝酸对碳材料进行引入化学氮。结构氮是指直接连接在碳骨架上的氮，常见的有石墨氮、吡啶氮、吡咯氮和吡啶氮氧化物等。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年中国氮掺杂碳材料行业市场供需现状及发展趋势预测报告》显示，锂离子电池由于拥有高能量、高循环、绿色环保等优点，被广泛应用在汽车、智能手机、电脑、人造卫星等领域。在2021年上半年，国内锂离子电池产量约为111GWh，上游的正极材料和负极材料产量分别为46万吨和36万吨。目前锂离子电池的安全性存在问题，且能量密度不能满足需求，因此开发高性能电机材料极具意义。氮掺杂碳材料作为锂离子电池负极材料的应用前景广阔，行业发展前景较好。
氮掺杂碳材料的合成方法多种，主要可归为原位掺杂法、后处理法两种。其中原位氮掺杂材料的合成方法主要有模板法、化学气相沉淀法和水热法。后处理法主要是用于含氮丰富的材料作为氮源时采用的方法，该方法处理的缺点是合成步骤繁琐、氮掺杂量较低。
虽然氮掺杂碳材料行业发展前景较好，但由于氮物种类型的多样化、含量差异化大、分布不均匀等问题，给氮物种的采集和确认带来难题，一定程度影响了氮掺杂碳材料行业的发展。
新思界
产业分析人士表示，氮掺杂碳材料是碳材料行业高端化发展的必然趋势，成为近几年先材料研究的热点之一，行业发展快速，未来作为负极材料在锂离子电池领域的应用前景较好。氮掺杂碳材料性能优异，应用前景较好，但目前其掺杂氮原子获取和辨认存在一定难度，且掺杂氮原子采用的合成方法存在明显缺陷，未来行业存在较大发展空间。
