商业化的锂离子电池石墨负极材料的研究进展

综述了锂离子电池石墨负极材料的研究进展,对MCMB、天然石墨与人造石墨、炭纤维为代表的石墨负极材料目前的研究和应用现状进行了详细的论述,并对石墨类炭负极的发展作了展望。     

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。     

锂离子电池炭负极材料的研究概况

综述了作为锂离子电池炭负极材料的石墨类、非石墨类、纳米材料等方面的研究成果，介绍了上述各种材料的特点。通过对石墨类材料的改性，在炭材料中形成纳米级孔、洞、通道等都可能提高锂的可逆贮量和减少不可逆容量损失，有利于负极比容量的提高，从而有利于进一步提高锂离子电池的比能量。     

作为锂二次电池负极的炭材料

炭材料替代金属锂作为锂次电池的负极，由于它的高性能，高循环效率及安全可预测性，已越来越引起人们的广泛注意，成为电池领域的热点。本文综述了石墨层间化合物及炭材料负极的研究运态。介绍了金属锂作为负极导致循环效率低，不安全的原因及所采取的改善办法，并分析了炭替代金属锂的可能性。     

煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能

以工业副产物煤沥青（coal tar pitch, CTP）为原料,采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭,利用XRD、Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征,并探究微晶炭用作锂离子电池负极材料的储锂特性。结果表明,煤沥青经不同温度（800~1100℃）炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭共存的微晶炭。炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化学性质的重要因素。当炭化温度为800℃时,煤沥青基微晶炭CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道、结构缺陷等无定形炭,且两者有机结合,相互镶嵌,构筑成三维网络结构,同时炭基体表面含有适量氧/氮官能团。该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在50mA/g电流密度下可逆容量可达305mA·h/g,1000mA/g大电流密度下仍可维持在174mA·h/g,经100次循环后可逆容量保持率超过99.0%,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池负极材料。煤沥青基微晶炭 CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧/氮官能团等因素密切相关。     

锂离子二次电池炭负极材料的插锂机理

综述了有关锂离子二次电池炭负极材料插锂行为的报道,由于各种炭负极材料的结构性能不同,表现在插锂行为上存在很大差异。这些插锂机理主要有:经典的石墨层间插入式化合物的插锂机理、多层锂机理、层—边端—表面储锂机理、碳—锂—氢机理、微孔储锂机理、锂分子Li_2的形成机理及其他插锂机理。     

钠离子电池硬炭负极研究进展

无定形结构的硬炭以其不同于石墨有序结构的结构优势，以及低成本和原材料来源广，被认为是钠离子电池(SIBs)最有前途的碳基负极材料，其复杂的微观结构与钠储存有着密切的关系。在硬炭微观结构中缺陷，层间和纳米孔隙是硬炭储钠的三个关键特征结构，深入研究这些特征结构有利于实现高容量钠离子电池碳基负极的有效构造，并有利于推进钠离子电池产业化进程。最后对高性能钠离子电池负极的结构设计进行了展望。     

炭—石墨材料的孔结构：—孔结构描述及其对性能的影响

炭-石墨材料的性能决定于其结构,而孔结构是炭-石墨材料结构的重要方面。本文较系统地讨论了炭-石墨材料中的孔结构及孔的分类,同时讨论了用以定量描述炭-石墨材料孔结构特征的参量,包括气孔率、孔径分布、比表面、形状因子及孔表面分维。在此基础上,阐述了炭—石墨材料中气孔对其物理、化学性能产生影响的机理,并在实验的基础上,讨论了炭—石墨材料的力学、热学、电学及化学性能与孔结构参数的相关性。     

炭石墨固体润滑材料的设计与应用

炭石墨材料在润滑领域的应用已得到新的发展。通过对炭石墨润滑材料的新设计，如通过添加不同组份或使用不同工艺，能赋予其新的性能，拓宽应用范围。经过对炭石墨材料的润滑设计、应用环境的分析和讨论，介绍了当前炭石墨润滑材料现状与发展。     

炭/炭复合材料在半导体制造行业的应用

综述了传统炭/炭复合材料和膨胀石墨基低密度炭/炭复合材料在半导体制造业直拉(CZ)法单晶硅炉中的应用。指出了在CZ单晶炉内炭/炭复合材料比石墨材料热场零部件的优势所在,并认为随着硅单晶直径的增大,炭/炭复合材料取代石墨材料将成为硅晶体生长炉热场系统的首选材料。     

整形和表面改性对人造石墨负极材料性能的影响

在对不同来源人造石墨原料进行理化性能分析的基础上,按照相同的工艺条件制成负极材料,比较了原料来源不同的人造石墨用作锂离子电池负极材料的性能。再以同一来源人造石墨为原料,采用不同设备、不同工艺、不同含量沥青进行整形、炭包覆及表面氧化改性处理,探讨了不同工艺处理对所制备的人造石墨负极材料的粒度分布、振实密度、比表面积和电化学性能的影响。结果表明,整形工艺与设备、炭包覆和表面氧化改性处理对提高负极材料的性能具有重要的作用。     

提高锂离子电池炭负极材料性能的表面处理方法

综述了锂离子电池炭负极材料表面的研究和开发现状。着重就炭负极材料表面处理中的包覆、成膜和化学方法进行了归纳的引述。     

生物质炭材料作为钠离子电池负极材料的研究进展

钠离子电池的问世使硬炭材料成为了当前研究的重点,但高成本和低循环寿命等不足限制了其作为负极材料在钠离子电池中的应用。生物质炭材料作为硬炭材料的一种,凭借其低成本、可再利用等优势,逐步在储钠材料中占据重要地位。为了更好的了解生物质炭材料,本文综述了近年来生物质炭作为钠离子电池负极材料的研究进展,并对其在储能领域的发展提出了展望。     

锂离子电池炭负极材料表面改性的研究进展

从炭负极表面结构的角度探讨了表面改性对锂离子电池炭负极嵌锂性能的影响。综合了用于锂离子电池负极炭材料的各种表面改性方法，并着重就表面改性中的包覆、成膜和化学方法进行了归纳和引述，并评价了各种表面改性方法的优缺点。     

锂离子电池负极硬炭／沥青复合材料的性能研究

通过高温固相法在硬炭表面包覆沥青热解炭,制备锂离子电池负极材料。SEM测试显示,硬炭包覆上沥青热解炭后表面形貌发生了明显变化。由例得到,硬炭表面包覆的沥青热解炭的平均厚度为300nm。当硬炭表面包覆上沥青热解炭后（硬炭与沥青的质量比为2：1）,首次库仑效率由55％提高到70％,可逆容量也有所提高。研究发现,硬炭在高倍率下的容量和循环稳定性比石墨好。     

超级铅酸电池负极炭材料的改性技术研究

由于炭材料电极存在与铅负极的工作区间不匹配,且在充电末期严重析氢等问题,制约了超级铅酸电池的发展。为了解决这些问题,进行了负极炭材料的改性技术研究。试验结果表明,通过化学沉积法向炭材料中掺杂PbSO4,可以明显增大炭电极的电容特性,有效抑制炭负极析氢,为超级铅酸电池的研究奠定了基础。     

锂离子电池炭负极材料在宁波杉杉科技园投产

3月28日,我国锂离子电池行业唯一的“高技术产业化示范工程”项目——800t锂离子电池炭负极材料项目,在宁波杉杉科技园投产。作为宁波市首家国家高技术产业化示范工程、863计划项目之一,锂离子电池炭负极材料项目投资达1.5亿元人民币。该项目于2002年年底开工建设,去年通过了上海市科委“上海市火炬计划项目”的验收,它的建成投产使得杉杉科技锂离子电池负极材料的年产规模超过1000t,成为国内最大的供应商。杉杉科技对锂离子电池负极材料拥有自主知识产权,其各项技术指标、制备工艺填补了国内空白,达到了国际先进水平。锂离子电池炭负极材料…     

文摘

<正>锂离子电池负极用纤维状炭材料[刊,中]/楠顶,黄正宏,康飞宇,等//新型炭材料,2015(1):1~11纤维状炭材料有各种尺度和形貌,由于成本和性能缺乏竞争力,制约其在锂离子电池负极材料中的应用。随着纳米技术的发展,一些改性后的新型炭纤维表现出良好的负极材料性能。文章综述了近年各种纤维状炭材料用作锂离子电池负极材料的国内外研究进展。依据纤维状炭材料的结构、性能及其研究思路,分别归纳了石墨纤维、炭纤维及具有各种     

有机物浸渍/涂敷-固化-碳化法制备膨胀石墨基低密度炭/炭复合材料

在膨胀石墨基炭／炭复合材料研究领域，国内外研究者采用的制备工艺大多为有机物浸渍-固化-碳化法。本文介绍了采用此制备工艺的两种膨胀石墨基低密度炭／炭复合材料的一些研究工作：一种材料为以膨胀石墨基炭／炭低密度复合材料活化后制取块状成型活性炭；另一种为利用膨胀石墨基炭／炭低密度复合材料作为绝热材料。     

石墨载体对硅/炭复合负极材料性能的影响

研究了人造石墨和天然石墨2种载体对所制备的硅/炭复合负极材料电化性能的影响。结果表明:石墨载体严重影响硅/炭复合材料的首次效率、容量、循环寿命和大电流充放电性能,采用人造石墨载体制备的硅/炭复合负极材料性能明显优于天然石墨。充放电曲线表明,第一个循环由于材料未活化,存在极化,放电电压平台较低;随着循环次数的增加,在活性物质表面形成SEI膜,阻碍锂离子的脱嵌,充放电曲线电压平台差扩大;随着充放电电流密度的加大,极化就越严重,充放电曲线电压平台差就越大。