沥青包覆对天然石墨性能影响研究

以石油基高软化点沥青为包覆剂，通过液相包覆改性天然石墨材料，分别采用氮气吸附、扫描电子显微镜、X射线衍射和电池性能测试等对沥青包覆石墨材料进行表征分析。结果表明，10%沥青包覆比例可以在天然石墨表面形成完整的包覆层，降低比表面积，改善天然石墨材料的循环性能和倍率性能，0.5C下循环150次容量保持率由81.05%提高到94.27%。     

天然石墨负极材料制备工艺研究

分别采用不同软化点沥青为包覆剂制备了碳包覆锂离子电池负极材料,对材料进行了SEM、激光拉曼光谱表征,以及进行了交流阻抗、循环等项测试。使用高软化点沥青为包覆剂制备的碳负极材料为类球状,形貌规整,电池阻抗小,循环300周后平均容量保持率大于90%。     

沥青炭涂覆天然石墨用作锂离子电池负极材料的研究

将改质沥青浆料与球形天然石墨粉末混合,然后在氩气气氛保护下经过不同温度热处理制备沥青炭涂覆天然石墨负极材料。利用X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)、偏光显微镜(PLM)及充放电测试等分析测试技术对所制得材料的结构、形貌和电化学性能进行了表征。结果表明,沥青涂覆处理后石墨材料的电化学性能得到显著改善,经950°C热处理的11%的沥青涂覆改性的天然石墨负极材料具有更高的可逆容量和更好的循环性能。     

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％。     

聚苯胺原位包覆负极材料H_2Ti_(12)O_(25)的制备及电化学性能的研究

钛基材料中最具代表性的H_2Ti_(12)O_(25)负极材料因其循环性能好,能量密度高引起了人们的广泛关注,采用聚苯胺原位包覆的方法进一步提高材料的电化学性能。结果表明,导电聚苯胺包覆后的材料比未包覆材料H_2Ti_(12)O_(25)具有更高的容量和更好的倍率性能。当包覆量为2%时,样品循环100周后的放电比容量为145.9mA·h·g~(-1),容量保持率为94.2%,而未包覆样品为109 mA·h·g~(-1),容量保持率为92.3%。     

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.     

NG&Si&SiO_x负极材料的制备及电化学性能

通过对多晶硅生产副产物SiCl_4水解工艺的设计和优化制备出了SiO_2溶胶,并与原料微米Si粉、球形天然石墨、葡萄糖等通过液相复合、机械球磨、二次包覆、高温热解等制备出了NGSiSiO_x锂离子电池负极材料。采用X射线衍射仪、扫描电镜对所制备的材料进行了结构和形貌表征;采用恒流充放电测试仪对样品的电化学性能进行了测试;采用电化学工作站对材料的交流阻抗性能进行了测试。所制备样品与球形天然石墨(NG)比较,从第6周循环后比容量稳定在484 m A·h·g~(-1),具有较高的可逆比容量和良好的循环性能。     

锂离子电池微晶石墨复合材料的制备及电性能研究

动力锂离子电池对负极材料的综合性能和成本提出更高的要求。本文以微晶石墨为原料,X-8沥青作为包覆剂和黏结剂,通过一体化粉碎整形和二次造粒制得一种复合微晶石墨,其首次可逆比容量和库伦效率分别达到354.4 mA·h/g和92.2%。在LiFePO_4/C电池体系中,1 200次循环后电池的容量保持率达到91%。     

低成本硅纳米管/碳复合材料的制备及储锂性能

以天然硅酸盐矿物还原制备硅负极材料,即可以继承天然矿物结构来提高硅材料的电化学性能,又具有低成本的特点。以天然埃洛石铝热还原的产物为原料,沥青为碳源,采用简单的蒸发溶剂的方法制备了硅碳复合材料。结果表明：硅是以直径为30 nm左右的纳米管形式存在,碳层均匀地包覆在硅纳米管上,使得硅碳复合材料的直径增大,碳层厚度约为7 nm,碳以无定形结构存在,碳包覆还导致比表面积下降。电化学测试表明,与硅纳米管相比,当包覆碳含量(质量分数)为15%时电化学性能最好,首次充放电容量分别为1 387.8 mA·h/g和1 615.7 mA·h/g,首次Coulombic效率达到85.9%。不但保持住了硅纳米管的首次充放电效率,循环性能得到大幅度提升,与硅纳米管的循环200次容量保持率38%相比,包覆碳含量为15%的循环200次容量保持率提高了45.8%。包覆碳含量为15%的硅/碳复合材料的500次循环后比容量为1 065.6 mA·h/g。容量保持率为76.8%。     

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。     

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。     

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。     

PVDF包覆对锂离子电池硅碳负极性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)作为包覆材料,对硅碳复合负极材料进行了表面包覆。通过SEM对复合材料的形貌进行了表征,并研究了包覆材料的添加量对复合负极材料的电化学性能的影响。结果表明:PVDF的包覆对复合负极材料的循环性能具有提高作用。研究了包覆剂添加量对复合负极材料循环性能的影响,当添加量为5%时,复合负极的循环性能最佳,首效达到89.69%,循环500次的容量保持率为71.21%。     

羧甲基纤维素包覆天然石墨性能的研究

本实验研究了羧甲基纤维素(CMC)包覆对天然石墨电化学性能的影响。通过XRD、恒电流充放电测试手段研究了不同包覆量对该复合材料结构和电化学性能的影响。结果表明:羧甲基纤维素裂解炭对天然石墨有较好的包覆作用,并且能够有效的阻止石墨在充放电过程中发生层状剥落现象,从而有效的提高复合炭材料的循环稳定性,其中5%树脂包覆量的复合材料在循环50次之后可逆容量是310.9 mAh.g-1,比天然石墨高50 mAh.g-1,并保持了首次可逆容量的97.1%。     

利用煤系软沥青制备包覆沥青的研究

随着锂离子电池的高速发展,石墨负极电化学性能的提高至关重要.对天然石墨的包覆改性可有效改善石墨负极电化学性能.煤系软沥青来源广泛、价格低廉,是制备包覆沥青的优质原料.介绍了一种以煤系软沥青为原料制备包覆沥青的方法并对试验过程中的影响因素进行讨论研究,制备出的包覆沥青可有效改善石墨负极的电化学性能,提供了一种制备包覆沥青...     

沥青包覆石墨用作锂离子电池负极材料的研究

锂离子电池因其质量轻，能量密度高等优良性能，是近几年来电化学界研究的热点。但锂离子电池用石墨作负极还存在一些问题，需要对石墨改性处理。本文介绍了石墨的一种改性方法：沥青包覆石墨法，可有效降低石墨的比表面积，从而大幅度提高了石墨负极材料的首次可逆容量和库仑效率，改善电池的循环性能等。     

掺杂包覆碳材料对锂电池高温性能的影响

本文选用石油针状焦作为原料,通过热处理、石墨化处理、包覆处理和掺杂处理,最终得到掺杂包覆碳材料。通过对其微观结构的表征,对比不同处理对材料微观表面的修饰效果,着重分析对材料电化学性能的影响,旨在减少负极材料表面缺陷、提高高温循环性能等问题。研究结果显示:沥青包覆量5%,硼酸三丁脂添加量2%,碳化温度1100℃,表面包覆掺杂改性后大大降低了材料的比表面积,极大地提高了材料高温循环性能。     

热缩聚法制备包覆沥青的基础研究

包覆沥青对提高锂离子电池负极材料的性能起到重要作用。以乙烯渣油沥青为原料,通过常压热缩聚法制备包覆沥青。考察了反应温度、反应时间对包覆沥青的基础指标(软化点、甲苯不溶物、喹啉不溶物和结焦值)和光学显微结构的影响。研究结果表明：以N₂作为保护气体,当热缩聚反应温度为390℃,反应时间为4 h的条件下,制备出了软化点为200℃,甲苯不溶物为35.47%,喹啉不溶物为1.11%,结焦值为67%的各向同性沥青。通过FTIR和TGA分析可知,乙烯渣油沥青和高软化点各向同性沥青的芳香性指数(Iar)分别为0.526 6和0.5377,在700℃热解残余质量分别为20.22%和50.79%。表明乙烯渣油沥青通过热缩聚处理后得到的高软化点各向同性沥青具有较高的芳香性和良好的热稳定性,是一种优质的包覆沥青。     

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%。     

控制还原法制备高性能MnO@Ni锂离子电池负极材料

以乙酸镍、乙酸锰为原料,碳酸氢钠为沉淀剂,利用共沉淀法制备了镍锰碳酸盐前驱体,并在还原气氛中通过控制还原法制备了具有不同Mn/Ni摩尔比的球形MnO@Ni负极材料,并对其成分、形貌和元素分布及电化学性能进行表征。结果表明:通过在MnO体相中均匀掺入合适比例的高导电性金属镍,可以有效提高锂离子电池负极材料MnO的电化学性能。Mn/Ni摩尔比为1:10时,MnO@Ni负极材料5C放电比容量为214.3 mA·h/g,0.5C循环200次容量保持率为72%,呈现出高的倍率性能和循环保持率。