热解炭包覆石墨材料的研究进展

形成壳-核状复合物的热解炭包覆石墨材料不但保留了石墨的优点,而且避免了它的缺点,是很有前景的锂离子电池负极材料。综述了热解炭包覆石墨材料的研究进展,发现,硬炭和软炭两类包覆都使得石墨电极的电化学性能有提高,但是又各有优缺点;研究的焦点集中在热解炭前躯体选择,包覆和炭化工艺的优化以及更深层次的包覆量与电化学性能的关系等几个方面。     

酚醛树脂包覆和预成膜共改性石墨作为锂离子电池负极材料的研究

以天然石墨为原料,球磨过筛得到颗粒均一的球形颗粒。酚醛树脂作为碳源对球磨后石墨进行包覆,经过高温炭化处理,在天然石墨表面形成一层炭包覆层,再对包覆后石墨用聚二甲基硅氧烷进行表面预成膜处理。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和电池测试系统等对共改性石墨进行结构、形貌和电化学性能分析。XRD分析显示,共改性后的石墨层间距d（002）和无序化程度增加,说明在石墨的表面形成了一定的包覆层。SEM图片中可以看出改性后的石墨颗粒致密均匀且较为圆滑,这种结构使得石墨颗粒表面积适当减小,电化学性能得到提高。电化学性能测试结果表明,采用共改性后的石墨在0．1 C首次放电比容量达到362 mAh/g,首次库伦效率为92％,100个循环后容量仍保持为最高容量的98．6％。     

中间相炭材料包覆天然石墨球

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭材料制备出一种复合炭材料.研究了天然石墨球加入量对复合炭材料电化学性能的影响.结果表明:随着天然石墨球添加量的减小,复合炭材料的充放电容量增加,首次充放电效率减小.在200 mL煤焦油中加入70 g天然石墨时所制备的复合炭材料经700℃热处理2 h后性能最佳,可逆比容量达378 mAh/g,充放电效率为91.3%.复合炭材料的循环性能得到了充分改善,30个周期容量保持率97.04%.     

CoOOH的包覆及其性质研究

介绍了一种CoOOH的新包覆工艺,对在球形石墨表面进行包覆CoOOH的电化学性质进行了测试和研究.研究结果表明:该方法得到的CoOOH,其中钴的价态更高,具有更好的导电性能.使用该工艺包覆的球形Ni(OH)2作正极活性物质进行的测试表明:此种工艺在提高利用率、减少电池化成步骤等方面有应用价值.     

沥青包覆天然石墨的制备及性能研究

介绍了采用液相包覆法,将沥青裂解碳包覆于天然球形石墨上,以改善其循环性能。将所制备的改性石墨材料作为锂离子电池的负极,以金属锂作为对电极做成模拟电池,测试其电化学性能。分别以0.1C、0.5C、2C、3C倍率充放电,考察其循环性能。同时还对样品材料进行了X射线衍射(XRD)分析、电化学阻抗(EIS)分析及电镜扫描(SEM)分析。结果表明,沥青包覆改性有效地提高了电池的电化学性能;最佳实验条件为:烧结温度850℃,沥青含量10%。     

炭黑与石墨混合炭材料对铅酸电池负极性能的影响

本文考察了加入不同含量混合炭材料(如炭黑与石墨)的铅酸电池负极的电化学性能。通过循环伏安测试,研究了炭材料对负极氧化还原性能与析氢电位的影响。通过扫描电镜测试,观察了负极微观形貌的变化。充放电测试结果表明,铅酸电池负极活性物质中炭材料的含量对其倍率放电性能具有重要影响。适量添加炭黑与石墨的混合材料,可以提高负极高倍率条件下的放电容量。当添加3%炭黑和2%石墨混合炭材料时,对负极充电时的析氢电位影响较小,10 C放电条件下得到较高容量。     

树脂包覆天然石墨用作锂离子电池负极材料的研究

以热固性酚醛树脂为包覆材料对天然球形石墨进行改性处理,通过正交实验研究了升温速率、炭化温度及炭化时间对包覆石墨性能的影响,实验结果表明,最佳改性工艺条件为升温速率为1.5 ℃/min,炭化温度为900℃,炭化时间为1h.经包覆改性后石墨的粒径远大于未经包覆石墨粒径,并且经过20周的循环,其容量保持率为99.2％,几乎无衰减.     

针状焦改性作为锂离子电池负极材料的研究

通过对针状焦在750~2 200℃进行炭化处理,并将针状焦生焦进行沥青基两亲性炭材料(ACM)包覆,900℃炭化后继续用氢气对其还原处理,从而对针状焦材料的电化学性能进行了优化。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和恒流充放电等方法对热处理及炭包覆还原处理的针状焦进行表面分析以及结构研究。实验结果表明:900℃炭化的针状焦具有较好的电化学性能,对其进行炭包覆以及氢气还原处理以后,针状焦基锂离子电池负极材料的首次库仑效率、倍率性能和循环性能均得到了一定的提高。     

沥青包覆工艺在锂电池负极材料中的研究进展

沥青包覆工艺已广泛应用于锂电池负极材料生产线，通过石墨粉末与包覆剂(沥青)等混合，经固化—热解—炭化，获得块状包覆材料，而后将其粉碎至合适粒度，制得锂电池负极材料，实现对负极材料表面缺陷的修复，提升其电化学性能。本文从沥青改性负极材料和沥青包覆装置两个方面总结了沥青包覆工艺在锂电池负极材料中的应用研究进展，并对现有沥青包覆工艺和包覆装置的改进与开发提供了新的研究思路和方法。     

锂离子蓄电池用天然石墨负极材料

报道了一种高性能锂离子蓄电池用球型天然石墨负极材料,这种材料由天然石墨经球型化处理和化学气相包覆得到.研究了包覆过程中热处理温度、碳包覆量对材料电化学性能的影响.优化条件下得到的碳包覆天然石墨材料首次充放电效率达到92%,可逆比容量为330 mAh/g,50次循环容量维持率为98%.     

锂离子蓄电池碳负极材料结晶性与电性能关系

通过X射线衍射检测了天然鳞片石墨、石墨化中间相炭微球 (MCMB)、煤沥青炭化物、酚醛树脂炭化物、沥青包覆石墨炭化物、沥青包覆MCMB炭化物、酚醛树脂包覆石墨炭化物及酚醛树脂包覆MCMB炭化物结晶性 ,并由模拟电池检测这些材料的首次充放电性能 ;另外 ,对石墨及包覆石墨炭化物进行了循环充放电实验。结果表明 :材料的结晶性对首次充放电效率影响很大 ;包覆可以显著提高石墨的首次充放电效率及循环放电容量 ,并很快达到稳定循环。     

不同导电骨料配比对复合双极板性能的影响

以石墨、膨胀石墨为导电骨料,酚醛树脂为黏结剂,炭黑为添加剂,通过模压工艺制备了石墨/树脂复合双极板。实验中选取了最适宜的工艺条件：酚醛树脂的含量为20%wt,模压压力为200MPa,固化温度为180℃。探讨了不同石墨与膨胀石墨配比对复合双极板的电学、机械性能、致密性等各性能的影响。实验结果表明：双极板的电导率随着膨胀石墨含量的增加而增大,而强度则逐渐降低,膨胀石墨含量的增加会导致双极板的吸水率和显气孔率的增大。     

模压成型工艺制备微晶石墨/树脂双极板

以微晶石墨为导电骨料,热固性树脂为粘结剂,通过模压成型工艺制备PEMFC用微晶石墨/树脂复合材料双极板.研究了骨科粒度分布、骨料配比、树脂种类和成型条件等对双极板性能的影响.以含量为18％～20％的双酚A乙烯基树脂(P104-02)为粘结剂,粒度为200～250目的石墨粉为导电骨料,在140 ～ 145℃、15 ～ 2...     

锂离子电池电极材料加工中的粉体技术

介绍了锂离子电池电极材料加工中的粉体技术,讨论了不同电极材料在锂离子电池中的应用,详细论述了正极材料LiCoO2和负极材料天然石墨的粒径以及负极材料的形状对锂离子电池性能的影响.锂离子电池的充放电容量随着LiCoO2和天然石墨粒径的减小而增加,天然石墨的球形化处理能提高负极的填充密度,进一步提高锂离子电池的体积比容量和循环性能;此外,适当的碾压工艺以及多种电极材料的混合使用也能提高锂离子电池的性能.     

包覆改善低成本SiC基石墨的电化学性能

将碳化硅(SiC)基石墨用作负极材料,并以沥青和酚醛树脂作为包覆剂,进行改性。沥青包覆的效果优于酚醛树脂,当沥青与石墨的质量比为8∶100时,电化学性能最好。以0.1 C在0.005~2.000 V循环,首次充放电比容量达343.5 mAh/g,库仑效率为94.14%,高于原料石墨及AML400商业石墨负极,且成本优势突出。     

几种石墨材料的电化学性能测试

对几种天然石墨和人造石墨材料进行了X射线衍射光谱法(XRD)表征和电化学性能测试。结果表明,所有的样品都具有良好的石墨层状结构及较高的可逆比容量。人造石墨中存在少量无定形碳,具有比理论比容量更高的比容量。天然石墨不可逆比容量损失较大,主要是由于其较小的颗粒粒径和大的比表面积而引起的。     

离子聚合物包覆的锂离子电池炭负极材料

用辐射聚合的方法在天然石墨颗粒表面包覆一层离子聚合物可以明显提高天然石墨的各种电化学性能,如首次库仑效率、循环性能.拉曼光谱研究表面包覆的离子聚合物可以明显抑制由于溶剂化锂离子共嵌入而造成的石墨层破坏,从而提高了石墨表面结构稳定性.扫描电镜照片显示包覆石墨表面形成的SEI膜在循环过程中保持稳定的形态,防止了石墨电极在循环过程中的阻抗增加现象.     

壳核结构改性天然石墨在电池中的应用

从电池制备工艺角度研究了壳核结构改性天然石墨在锂离子电池中的应用。研究结果表明,极片的压实密度严重影响改性石墨粒子在极片中的电化学性能,过高的压实密度会导致材料的首次放电效率和循环性能变差。扫描电镜(SEM)测试显示,极片的压制工艺过程会不同程度地导致粒子变形,甚至破裂,天然石墨内核的外露是造成材料电性能恶化的首要原因。