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％。     

改性天然鳞片石墨锂离子电池负极材料的研究

对粒径为12μm的天然鳞片石墨进行表面碳包覆改性,并对包覆前后样品的微观结构和电化学性能进行了研究。结果表明:包覆改性提高了天然石墨的振实密度、表面形貌和电化学性能,在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C、2 C、5 C和10 C倍率下,对应的可逆容量分别为368.6 mAh/g、362.6 mAh/g、353.8 mAh/g、340.6 mAh/g、298.6 mAh/g、228.2 mAh/g和150.2 mAh/g,相对于天然石墨,可逆容量分别提高了6.2 mAh/g、20.9 mAh/g、31.6 mAh/g、42.1 mAh/g、52.4 mAh/g、80.0 mAh/g和58.0 mAh/g,碳包覆小粒径天然石墨表现出的良好的倍率性能,有望应用于电动车用锂离子电池中。     

微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响

以自制煤基石墨为前体，浓硫酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂，采用液相氧化插层-热处理工艺对煤基石墨进行微扩层改性处理，制备出微扩层煤基石墨。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、拉曼光谱测试、低温氮气吸附和X射线光电子能谱等手段分析不同微扩层煤基石墨的微观结构，并测试其用作锂离子电池负极材料的电化学储锂特性，系统研究微扩层改性对煤基石墨微观结构和储锂性能的影响。研究表明，微扩层改性处理不仅可增加石墨微晶片层的层间距，还可以在石墨基体中引入纳米孔道和C==O、C—O—H及C—O—C等含氧官能团。氧化剂用量是影响微扩层煤基石墨微观结构的重要因素。通过调节氧化剂用量可实现微扩层煤基石墨微晶层间距、纳米孔道和表面官能团等微观结构的有效调控。当氧化剂用量为煤基石墨的0.30倍时，微扩层煤基石墨的层间距为0.3374nm，其纳米孔道主要由1～2nm微孔和2～6nm中孔组成，比表面积为24.6m2/g，且富含C==O、C—O—H及C—O—C等含氧官能团。微扩层煤基石墨用作锂离子电池负极材料展现出优异的电化学储锂性能，其在0.1C低电流密度下的可逆比容量最高可达511.1mAh/g，在5C高电...     

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。     

球磨时间对天然石墨微观结构和可逆储钠性能的影响

本文研究了球磨时间对天然球形石墨储钠性能的影响.结果表明,随球磨时间延长,材料由椭球状变为薄片状;晶化程度降低,无定形程度增强,平均晶面间距增大,晶体尺寸减小.编号为Pt0、Pt10、Pt20和Pt30的样品首次放电容量分别为17.2 mAh/g、62.1 mAh/g、128.4 mAh/g、120.1 mAh/g;20次循环以后可逆容量分别为13.9 mAh/g、64.6 mAh/g、114.3 mAh/g、101.6 mAh/g.当电流密度为80mA/g时,Pt20可逆容量达到96.3 mAh/g,材料电化学性能提高的原因主要是:球磨时间延长产生更多的表面和缺陷,为钠离子的嵌入(或吸附)构筑更多的活性点.     

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。     

二次颗粒人造石墨负极材料的制备及储锂性能

以煤系针状焦生焦为原料、自制高性能煤沥青为黏结剂,对针状焦生焦进行造粒加工处理,制备了具有高能量密度和倍率性能的二次颗粒人造石墨负极材料,并研究了黏结剂沥青添加量分别为5%(质量分数,下同),8%和12%时二次颗粒人造石墨负极材料的理化指标和电化学性能。结果表明:当黏结剂沥青添加量为8%时,造粒工艺效果最为理想,形成的二次颗粒人造石墨负极材料大小较均匀,振实密度为1.10 g/cm³,在0.1 C电流密度下首次充电比容量为345.7 mAh/g,首次库伦效率为95.6%,高于其他黏结剂量下制备的二次颗粒人造石墨负极材料的首次充电比容量和首次库伦效率,在倍率性能测试方面也展现出优异的高倍率充放电能力。     

石墨化温度对人造石墨微观结构及电化学性能的影响

以油系针状焦为原料，在1 500～3 000℃范围内，探索不同石墨化温度对二次颗粒石墨微晶层间距d₀₀₂、微晶堆砌厚度L_c和微晶基面宽度L_a等微观结构的演变，揭示了碳原子从二维无序到三维有序排列的规律。研究结果表明：随着石墨化温度的升高，石墨微晶层间距逐渐减小，晶粒尺寸变大，同时石墨微晶的d₀₀₂与L_a的倒数具有一定的线性关系；同时研究了不同石墨化温度对二次颗粒电化学性能的影响，二次颗粒的首次比容量、首次效率及真密度随石墨化温度的升高而增加；温度在2500℃及以上时，充放电曲线呈U型且存在稳定的电压平台；石墨化温度在3 000℃时，油系针状焦的首次比容量和首次库伦效率分别可达343 mAh/g、94.7%。     

石墨化无烟煤基锂离子电池负极材料研究

以宁夏石嘴山太西无烟煤为原料,经过粗碎、磨粉和石墨化等简单工艺制备了无烟煤基锂离子电池负极材料。测试结果表明,石墨化无烟煤基负极具有92.23%的石墨化度,表现出340.2 mA·h/g的可逆容量,与煅前石油焦基石墨负极容量相当。与针状焦基石墨负极相比较,无烟煤基石墨负极虽然克容量较低,但在电池的循环稳定性方面具有较大优势。     

煤基钠离子电池负极材料的制备及性能研究

以准东洗精煤为前驱体,经过粉碎、低温热处理、高温热处理制备了煤基钠离子电池负极材料。通过热重分析仪研究了准东洗精煤的热解特性,通过XRD、SEM等研究了所制备材料的结构与形貌,通过电化学循环、CV、EIS等研究了样品的电化学性能。结果表明,高温热处理温度为1 300℃时煤基钠离子电池负极材料具有较好的电化学性能：首次脱钠容量为279.8 mAh/g,首次充放电效率高达90.4%,在150 mA/g电流密度条件下循环50次后充电容量仍能保持在246.3 mAh/g。     

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.     

Ni(OH)_2/C作为锂离子电池负极材料的研究

采用控制沉淀法制备Ni(OH)2/C复合材料,用XRD和SEM表征材料的结构和形貌。首次将材料用于锂离子电池,通过充放电测试、循环伏安法和交流阻抗实验研究其嵌/脱锂行为和电化学性能。结果表明,Ni(OH)2/C复合材料具有嵌/脱锂性能,首次可逆比容量达到992mAh/g,20次循环后的可逆比容量为211mAh/g,循环效率为95.6%,高于Ni(OH)2材料(128mAh/g和94.4%),循环性能的改善可归因于掺杂石墨后,使电极电导率明显提高,同时减缓体积效应。     

基于煤系重质芳烃制备负极材料改性剂及性能

目前，商业化的负极材料改性剂主要以煤系、石油系精制沥青为原料，其品质参差不齐、价格昂贵。为改善这一现状，本文提出以价格低廉的煤系重质芳烃为原料，通过净化、聚合工艺，制得负极材料改性剂。将改性剂粉碎后与针状焦粉粒分别进行包覆、造粒工艺处理，得到改性后锂电负极材料。通过旋转流变仪和热重分析仪对改性剂的流变性能、热失重性能进行分析；利用扫描电子显微镜、气体吸附仪、X-射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和电池检测系统对改性后样品表面形貌、孔结构、层间距、结晶性程度和电化学性能进行表征。电化学测试得出改性后的负极材料可逆比容量从改性前的333.02mAh/g增加到356.34mAh/g和359.67mAh/g，首次库仑效率增加1.72%和1.31%；30mA/g电流密度下，100周循环保持率高达98.87%以上；300mA/g电流密度下，可逆比容量从改性前的95.27mAh/g增加到147.52mAh/g和187.30mAh/g。结果表明：加入改性剂制备得到的负极材料，展现出优异的比容量、倍率性能和循环稳定性；成本低、制备工艺产业化可行性强。     

氮掺杂多孔炭负载Cu2Se4Sn/SnSe复合材料的制备及其储锂性能研究

金属硒化物由于比容量高，储量丰富而被认为是一种有潜力的新型锂离子电池负极材料，但其低电导率以及脱/嵌锂时巨大的体积膨胀限制了实际的应用。利用冷冻干燥法配合模板法成功制备了氮掺杂多孔炭负载Cu₂Se₄Sn/SnSe复合材料(Cu₂Se₄Sn/SnSe/N-PCs),对其进行电化学性能测试。结果显示，制备的Cu₂Se₄Sn/SnSe/N-PCs-2的首次库伦效率能接近90%;在0.5 A/g的电流密度下，200圈循环后仍保持931.7 mAh/g的可逆比容量。在3 A/g的电流密度下，能提供880.9 mAh/g的可逆比容量。由于氮掺杂炭骨架提供的高导电网络、稳定的结构以及Cu₂Se₄Sn与SnSe之间的协同效应，Cu₂Se₄Sn/SnSe/N-PCs作为负极材料时具有优异的电化学性能，具有广泛的应用前景。     

钠离子电池用负极材料煤沥青基硬炭制备

以煤沥青(CTP)为原料,通过化学交联及炭化处理成功制备了用于钠离子电池的硬炭负极材料。结果表明,沥青的化学交联处理可以引入大量的含氧官能团(甲氧基团),形成的三维结构有效地阻碍了CTP在高温炭化中的石墨化倾向,使碳层堆叠变得无序的同时产生更多的缺陷位。电化学测试结果表明,在0.05 A·g~(-1)的电流密度下,与直接炭化样品CTP-1500相比,经化学交联处理后的硬炭样品hc-CTP-1500,其比容量达到348.2 mAh·g~(-1),提升约2.5倍;其首次库伦效率达到64.59%,提高约22%。样品hc-CTP-1500循环100圈后,充电比容量达261.6 mAh·g~(-1),容量保持率为86.2%,具有良好的循环稳定性。     

基于普鲁士蓝类正极材料Na2CoxFeyFe(CN)6的制备与性能研究

为了进一步提高普鲁士蓝的电化学性能，通过控制温度和添加剂，运用共沉淀法进行铁离子掺杂，成功合成了Na₂Co_xFe_yFe(CN)₆正极材料，并对其进行XRD、SEM、TG和电化学性能测试。结果表明，在0.1 C电流密度下，初始比容量由未掺杂时的125.3 mAh/g上升到164.6 mAh/g,达到理论容量的96.8%。经过100圈充放电循环后，仍保持83.1 mAh/g的高容量。在5 C大电流密度的充放电测试下，比容量也由未掺杂时的28.3 mAh/g上升到47.8 mAh/g。材料表现出了优异的电化学性能。     

碳@硒化钴/还原氧化石墨烯锂离子电池负极材料的制备及性能研究

以葡萄糖和石墨烯为碳源,通过简便的水热工艺成功制备了一系列具有多孔结构的C@CoSe/rGO复合材料。电化学测试结果表明,在200 mA/g电流密度下进行150圈循环测试后,C@CoSe/rGO-2复合材料的可逆比容量为751 mAh/g;在1 000 mA/g和2 000 mA/g大电流密度下进行150圈循环测试,其比容量仍可达525 mAh/g和285 mAh/g。该工作提供了一种简单的方法用于制备比容量高、倍率性能好且循环稳定的锂离子电池负极材料。     

磷掺杂葵花盘基活性炭在锂离子电池负极材料中的应用

通过简单水热和活化方法制备磷掺杂葵花盘基活性炭,采用SEM,TEM,BET,Raman,XRD等方法对材料进行表征,将其用作锂离子电池负极材料。结果表明,活性炭材料用作锂离子电池负极材料时比容量高,库伦效率好,循环性能稳定。在500 mA/g的电流密度下,首圈充电容量达1052 mAh/g,库伦效率为48.9%。经200次循环后,容量仍保持在1000 mAh/g以上。     

蔗糖基炭材料的制备及其电化学性能研究

在蔗糖中按不同比例掺入膨胀石墨（EG）,在800qC和1000℃炭化制得蔗糖基炭材料。通过扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,X射线电子衍射（XRD）,对蔗糖基炭材料的表面形态和内部结构进行表征。采用循环伏安（cv）和恒流充放电表征其电化学性能,并分析其储锂机理。电化学实验结果表明：掺入3％质量比的EG在800℃下炭化得到的蔗糖基炭材料具有最优的大电流充放电性能,其在100mA／g的电流密度下,可逆放电容量为210mAh／g,容量保持率为85．5％;在200rnA／g的电流密度下,可逆放电容量为178．6mAh／g,容量保持率为72．5％。     

石墨烯/氧化亚铜界面交互作用对储锂性能的影响

通过一种简单的液相法以及随后的热处理合成了石墨烯/氧化亚铜复合材料(Cu_2O/GNSs)。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱对复合材料的形貌和结构进行了表征。当复合材料作为锂离子电池负极材料时,在50 mA/g电流密度下,首次可逆容量为448 mAh/g,经过90次循环以后,容量增加到613 mAh/g。在500、1 000 mA/g下,可逆容量依然可达444、346 mAh/g,分别为50 mA/g电流密度下容量的99%和77%。Cu_2O/GNSs较高的容量以及优异的倍率性能应当归结于石墨烯与氧化亚铜之间的协同作用。