威宁无烟煤基石墨制备及其电化学性能研究

以贵州威宁无烟煤为原料，通过物理提纯可制备低灰(1.60%)无烟煤，探究了不同石墨化温度对无烟煤基石墨微观结构的影响，并进一步考察了威宁无烟煤石墨化样品用作锂离子电池负极材料的电化学性能。研究表明：随热处理终温的升高，煤基石墨样品石墨化度和石墨晶体结构有序度逐渐提高，在2 800℃下所得煤基石墨石墨化度可达96.99%。煤基石墨的首次可逆容量和库伦效率随石墨化终温升高而逐渐提高，煤基石墨WN-2800在0.1C(1C=372 mAh/g)电流密度下首次可逆容量和库伦效率分别可达293.5 mAh/g、86.8%。煤基石墨WN-2800在1C电流密度下经过100次循环后，可逆容量为241.0 mAh/g,且库伦效率始终接近100%。煤基石墨WN-2800表现出较优异的综合电化学性能。本研究表明，威宁无烟煤可作为制备高性能煤基人造石墨的优质原料。     

钠离子电池碳基负极材料的研究进展

电极材料的研究开发是钠离子电池技术发展和应用的关键之一,碳基负极材料具有原料丰富、成本低廉、可逆容量较大及倍率性能良好等优点,备受国内外专家、学者的关注。本文系统综述了钠离子电池碳基负极材料的最新研究进展,就石墨类和非石墨类碳基负极材料的分类和掺杂改性研究进行了详细介绍。石墨类材料有石墨和石墨烯,非石墨类材料有软碳和硬碳;元素掺杂改性主要是以N和S为主,并分别阐述了各种碳基负极材料的电化学性能及可能的充放电机理。分析了目前碳基负极材料面临着首次库仑效率较低、电压滞后现象严重、循环稳定性能不佳等问题,未来的发展方向主要是增大碳基负极材料的碳层间距、结构的纳米化以及优化制备工艺,以确保循环稳定性及倍率性能的优异性。     

锂离子电池负极用微米化硅基材料研究进展北大核心

相比于石墨负极,纳米硅负极材料虽然具备很高的理论比容量,但低的振实密度和面积载量严重削弱了体积比容量和质量比容量。因此,设计高振实密度微米硅基负极可以赋予更好的综合性能。本文综述了近些年锂离子电池负极用硅基材料微米化的研究方向和进展,阐述了不同工艺存在的问题,为其未来的发展方向提出策略。     

无烟煤作为锂离子电池负极材料研究进展

我国的无烟煤资源丰富,价格低廉,并且与石油焦、沥青焦等原料很相似,在高温下可以转化为石墨结构,如果用在锂离子电池负极材料上必将降低大量成本。本文分析了无烟煤的结构、性能,对无烟煤作为锂离子电池负极材料的合成方法及其研究进展进行了综述,指出了无烟煤制备锂离子电池负极材料的研究方向。     

锂离子电池硅碳负极材料研究进展

硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势,有望替代目前应用广泛的石墨负极成为下一代锂离子电池的主要负极材料。硅和碳复合构成的锂离子电池复合负极,不但解决了充放电过程中硅体积效应大和碳容量低的问题,而且综合了碳循环性好和硅容量高的特点。从材料选择、结构设计以及电极优化方面简要介绍了硅/碳复合材料的最新研究进展,并对硅碳复合负极未来发展方向进行了展望。     

硅基负极材料研究开发与产业化进展

硅基负极材料比容量是石墨和钛酸锂的理论比容量的10倍,电位比相应的石墨材料高0.15V,是可替代石墨的新型负极材料。硅基负极材料存在的应用问题是体积膨胀效应,解决办法是纳米化和做成复合材料。日立麦克赛尔和三井金属已经工业化生产这种负极材料。     

煤系腐植酸基炭/葡萄糖/石墨复合材料的制备及电化学性能

采用石墨化炉对腐植酸进行石墨化处理,以腐植酸基石墨化材料为原料,葡萄糖和片状石墨为中间相,经高温(750℃)炭化处理制备煤系腐植酸基炭/葡萄糖/石墨复合材料;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)法和电化学测试系统对该材料的形貌、微晶结构和电化学性能进行表征.结果表明:片状石墨分散在腐植酸基石墨化材料周围,且被无定型炭包覆.C-C-2复合材料作为锂离子电池的负极材料,具有较高的比容量,在0.1C倍率下的首次可逆比容量为307.3mA·h/g,首次库仑效率为76.3%;在1C和2C倍率下,50个充放电循环后,可逆比容量分别为283.3mA·h/g和152.2mA·h/g,容量保持率分别高达97.9%和97.5%;具有良好的循环稳定性及大倍率性能.     

锂离子电池炭负极材料研究现状与发展

综述了近年来各种炭材料作为锂离子电池负极材料的新进展，着重分析了石墨、焦炭和难石墨化炭在放电容量、不可逆容量损失、充放电电位和充放电速率等主要性能上的差异以及与其结构之间的联系；指出以PAS为代表的热解炭(低于800℃)和纳米炭材料将是锂离子电池负极材料的发展方向。     

用于钠离子电池的热解氢化无烟煤负极材料（英文）

无烟煤成本低廉，在储能领域具有较大应用潜力，但原始无烟煤作为钠离子电池负极材料可逆容量太低。在不同温度下对无烟煤进行煅烧处理。结果显示，无烟煤1 300℃热解产物(A-1300)具有最高可逆总量，在20m A/g电流密度下容量为307 mA·h/g，但其倍率性能不佳，500 mA/g时A-1300的容量仅为105 mA·h/g。通过氢化-热解两步策略不仅能降低热解温度，也可显著改善其倍率性能。结果表明：氢化后的无烟煤更易石墨化，900℃热解产物(H300-3-900)在500 mA/g电流密度下循环500圈后的容量可达113 mA·h/g，表现出优异的倍率性能，而且低温制备更易商业化。     

太西无烟煤制备锂电负极材料的研究

以太西无烟煤为原料,对在不同处理温度下作为锂离子二次电池负极材料的电化学性能进行了研究.实验结果表明:太西无烟煤在1 000℃～1 150℃温度处理下,在0 V～0.12 V的电压范围内显示出最高的可逆容量,在处理温度为1 100℃时,显示出最高容量为370 mA·h/g.较大的可逆容量归因于其硬碳在石墨化后产生了一定量的微孔,有效地改善了材料的比表面积,有利于电解液和电子的扩散.     

锂离子电池二硫化钼基负极材料研究进展

锂离子电池以其便携、无记忆效应、循环寿命长等特点广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。负极材料的改进是制备新型高性能锂离子电池的重要环节。具有类石墨烯结构的二硫化钼是极具发展潜力的锂离子电池用负极材料。但纯二硫化钼导电性差、充放电过程中体积膨胀率高,导致其可逆容量低、容量保持率差。复合化与纳米化是解决上述问题的有效途径。综述了近年来用于锂离子电池负极材料的二硫化钼基复合材料研究进展,重点介绍了二硫化钼/碳和二硫化钼/过渡金属化合物体系的形貌特征、比容量、循环稳定性等,并对二硫化钼基负极材料的发展趋势进行了展望。     

锂离子电池用二氧化锡负极材料的研究进展

由于二氧化锡(SnO_2)具有价格低、理论比容量高和能量密度高等优点,其作为锂离子电池负极材料被广泛研究。概述了SnO_2基负极材料的储锂机理、发展现状及存在的问题。着重介绍了纳米化、与碳复合手段对改善SnO_2基负极材料电化学性能的作用,并对SnO_2基负极材料发展过程中遇到的挑战提出了建议和展望。     

精制石油焦基负极材料的电化学性能研究

以精制石油焦为原料,经球磨、炭化和石墨化制备负极材料,并组装成扣式电池。考察影响电化学性能的石墨化关键性能,包括表面形貌、比表面积、粒度分布、石墨化度、元素组成等,进行充放电、循环伏安、交流阻抗测试。结果表明,首次嵌锂容量为349.2 mAh/g,首次库伦效率为78%;500次循环后,容量上升为440.6 mAh/g,充放电效率接近100%。精制石油焦制备的负极材料具有稳定充放电平台、低的电极电位及良好的循环性能。     

锂离子电池石墨负极材料的改性研究进展

石墨类碳负极材料作为电化学嵌锂宿主材料的研究一直是锂离子电池负极材料研究的重点。本文简述了石墨作为锂离子电池负极材料的结构,分析了石墨作为负极材料的优缺点,综述了石墨负极材料的改性方法及其研究进展,指出了石墨改性的发展方向。通过改性处理可以提高可逆比容量和首次库仑效率,改善其倍率性能和循环稳定性,有效改善石墨电极的综合电化学性能。     

沥青包覆天然石墨作锂离子电池负极材料的研究

将天然鳞片石墨与煤沥青以7：3的比例混合研磨，压力成型并粉碎至大约20pm后将其进行炭化得到炭化样品，并取部分炭化样品对其石墨化得到石墨化样品，将得到的炭化、石墨化样品及天然石墨分别进行XRD、SEM测试，并作为锂离子电池负极材料装配电池后进行电化学性能测试。结果表明，经处理后在石墨表面包履了一层沥青，电化学性能提高，炭化后的包覆样品首次效率比石墨提高了10％，但充放电容量偏低，而石墨化后的包覆样品放电容量及首次效率比天然石墨分别提高了16mAh／g和11%，不可逆容量降低了59mAh／g，稳定后放电容量为380mAh／g，效率为99．6％。     

石墨负极对锂电池低温充电性能的影响

通过对常规片层状人造石墨负极(XFH)和二次造粒石墨负极(SS)低温充电性能研究,提出了锂电池低温析锂的相关表征方法。研究表明,与常规负极相比,二次造粒石墨负极更有利于锂电池低温充电性能的提高。SS负极材料-10℃,0.1C/0.5C循环50周后低温放电容量保持率高达100.12%,低温循环后具有较高的容量恢复率(100%),且二次造粒负极材料电池高温55℃,1C循环788周容量保持率90.62%,高温55℃搁置7天后荷电保持率为96.14%,容量恢复率为98.04%,高温性能优异。     

锰氧化物的合成及在锂离子电池中的应用进展

能源是限制人类发展的重要因素,近年来随着新能源的发展,人们对于储能设备的要求也越来越高,其中,锂离子电池被认为是最具有发展前途的储能设备之一。目前,商用锂离子电池的负极材料以石墨为主,石墨虽然具有良好的导电性,但理论容量较低,已逐渐无法满足高能设备的大容量需求。过渡金属锰氧化物由于储量丰富、氧化形态多样、结构多元、理论比容量高、环境友好等特点,被认为是锂离子电池理想的替代负极材料之一。本文详细介绍了近年来4种锰氧化物（MnO、Mn₂O₃、Mn₃O₄和MnO₂）分别在纳米化和复合结构构筑两方面的材料设计及合成,总结比较了4种锰氧化物用作锂离子电池负极材料的性能,展望了锰氧化物在锂离子电池负极材料领域的发展前景和方向。     

酚醛树脂包覆针状焦作为锂离子电池负极材料的研究

针状焦由于具有价格低廉、来源广泛、石墨化后电性能好等优点,已经在锂离子电池负极材料中得到了广泛的应用。为改善由针状焦合成的人造石墨在锂离子电池中与电解液的相容性,提高其循环寿命,以酚醛树脂为包覆剂对针状焦进行了包覆改性,再进过碳化、石墨化制备得到了包覆改性人造石墨负极材料。研究了其电化学性能,确定了最佳的包覆量。     

锂离子电池锡基负极材料的改性及研究进展

随着社会的发展,具有较低理论比容量的碳材料(372mAh·g~(-1))作为锂离子电池负极材料已经不能充分满足人们对高容量锂离子电池日益增长的需要。锡基材料具有远高于碳材料的理论比容量以及安全性能,成为下一代锂离子电池负极材料的理想材料。本文综述了近年来研究者们对于锡基材料进行的改性策略和研究进展,并对锡基负极材料的发展前景进行了总结和展望。     

石墨负极的压实密度对软包锂离子电池性能的影响

石墨负极的压实密度是影响锂离子电池循环性能和倍率放电性能的主要因素之一。通过研究3种不同压实密度的石墨负极材料的电化学性能,发现随着压实密度的增大,负极极片的吸液时间逐渐延长,电池的内阻也在不断地增加。当负极压实密度为1.7 g/cm³时,锂离子电池的循环性能和倍率性能均为最佳。电池在0.5 C下放电循环500次后的容量保持率为86.8%,3.0 C倍率的放电容量为0.2 C放电容量的95.1%。