石墨添加对中间相炭微球电化学性能的影响

以煤焦油沥青为原料，采用聚合法制备中间相炭微球。研究了不同天然鳞片石墨添加量在相同热处理条件下得到的中间相炭微球作为锂离子电池炭负极材料的电化学性能。研究结果表明，石墨的添加使中间相炭微球内部结构变的复杂，X衍射显示石墨的添加降低了炭微球的石墨化度和晶形尺寸。随石墨添加量的增加，电池的首次充放电容量和效率有所减小，三次循环后充放电效率趋于一致。     

热处理温度对锂离子电池用中间相炭微球结构及性能的影响

中间相炭微球作为一种重要的锂离子电池的负极材料,其结构直接关系到锂离子电池的充放电性能。以沥青为原料在惰性环境下,进行热缩聚反应,制备出中间相炭微球。采用XRD手段分别对炭化样品的和石墨化样品（热处理温度不同的炭微球）进行结构分析,又通过恒电流仪对他们的充放电性能进行了测试和结果比较。探讨了热处理温度对中间相炭微球结构及其性能的影响。     

成核剂对中间相炭微球性能的影响

以煤液化沥青为原料,炭黑、石油焦、石墨和针状焦为成核剂,在410℃恒温5h条件下,采用热聚合法制备中间相炭微球,并研究四种成核剂在相同热处理条件下得到的中间相炭微球,作为锂离子电池负极材料的性能.结果表明:以炭黑和石墨为成核剂可以制备得到粒度分布均匀、表面形貌较好的中间相炭微球.由电性能测试结果可知,首次可逆容量和首次效率分别为353.9mAh/g与92.9%和346.5mAh/g与92.6%.对比商品化中间相炭微球指标,发现以炭黑和石墨为成核剂制备得到的中间相炭微球,其性能与国内同类产品的性能相近.     

中间相炭微球作为锂离子电池负极材料的研究现状

中间相炭微球（MCMB）由于具有独特的类石墨的片层结构,是一种极具发展潜力的锂离子电池负极材料,它除了具有一般炭负极材料的优点外,由于其球形层状结构还使其具有密度高、易脱嵌锂、边界损失小等特,董。本文主要论述了锂离子电池负极材料中间相炭微球的制备、热处理和改性等方面的研究现状及存在的问题;在当今锂离子电池高容量低成本的发展要求下,预期低温热处理的中间相炭微球将是今后的研究重点。     

锂在负极材料中的扩散行为对其大倍率充放电性能的影响

采用恒电位阶跃的方法,对锂在锂离子电池负极材料中的扩散系数进行测量,对天然石墨和中间相炭微球两种负极材料进行了大倍率充放电性能测试。结果表明,锂在两种负极材料中的扩散系数是不同的,锂在天然石墨中的扩散系数较小,只有1.90×10-11cm2/s,而锂中间相炭微球中的扩散系数较大,达4.25×10-9cm2/s,扩散系数大,电极的大电流充放电性能好,天然石墨在5 C放电下放电平台升高到0.3 V,放电容量急剧减小,而中间相炭微球在5 C放电下仍能保持0.2 V左右的放电平台,放电容量保持在234 mA.h/g。     

锂离子二次电池炭负极材料

综述了锂离子二次电池用炭负极材料:石墨、各种体系炭纤维、石墨化中间相炭微球、焦炭、热解炭的结构与电性能等特点,并通过比较选择出最适宜的炭负极材料。     

磷酸铁锂电池高温循环性能影响研究

将Li Fe PO4/C锂离子电池分别在25℃(常温)、45℃、55℃下进行0%~100%DOD、1.0 C充/1.0 C放循环测试。结果显示,随温度的升高,电池的循环性能越差。本试验分别比较了电解液、负极材料对不同温度循环性能的影响。电解液中添加高沸点溶剂和抑制Li PF6分解的添加剂、负极使用小粒径中间相碳微球能够提高电池的高温循环性能。     

中间相炭微球在锂离子电池负极材料的应用进展

中间相炭微球(MCMB)具有良好锂离子扩散性、导电性和机械稳定性等优势,是目前应用广泛、综合性能优异的锂离子电池负极材料,但较低理论比容量是制约其发展的关键因素。为了获得性能优良的MCMB基锂离子电池负极材料,改性修饰和复合材料已然成为目前研发重点。笔者论述了碳结构、表界面和复合材料等微观结构设计对MCMB负极材料电化学性能的影响。从碳堆积结构类型、有序性、层间距以及球体粒径大小等方面,论述了碳结构微观设计对MCMB电化学性能的影响。发现具有乱层结构的MCMB在充放电过程中内部产生应力较小,且碳结构较稳定,具有优异循环稳定性;内部具有大量微孔或碳层间距较大的MCMB,在充放电过程中可提高锂离子在电极中的迁移速率,并提供更多的储锂空间,一般具有优良的充放电比容量和倍率性能;小粒径MCMB具有较短的锂离子迁移路径和随之增加的比表面积,通常具有较好倍率性能,伴随着可逆比容量和充放电效率的衰减。从表界面碳层改性、包覆和掺杂改性等方面,论述了表界面改性对MCMB电化学性能的影响。表面碳层修饰可增加MCMB与电解液的相容性及其比表面积,提高了与电解液的接触面积及贮锂容量,改善了锂离子电池负极材料的电化学性能;另外,MCMB表面包覆一层无定型碳,可避免其表面与电解液直接接触,减少电化学副反应的产生,提升其可逆比容量。从碳活性物质复合材料、非碳活性物质复合材料等方面,论述了复合材料微观结构设计对MCMB电化学性能的影响。碳活性物质可降低MCMB内部碳层结构的有序性,减少锂离子嵌入过程中的内部应力,提升MCMB循环稳定性。非碳活性物质诱导MCMB生成更加有序的碳层结构,提高MCMB的比表面积,从而改善MCMB表面与电解液分子的接触能力及其嵌锂性能,有利于提升MCMB负极材料可逆比容量、循环性能和倍率性能。MCMB具有高碳层间距和多缺陷位点等结构特征,有利于钠离子自由脱嵌,应用于钠离子电池时具有良好的可逆比容量、循环稳定性和倍率性能。MCMB的不规则定向层状结构经活化等处理具有较高比表面积,可应用于超级电容器电极材料。最后提出在高性能锂离子电池电极材料快速发展的需求下,从微观结构角度设计MCMB纳米复合材料将是MCMB负极材料的研究重点。     

中间相炭微球制备工艺的研究

中间相炭微球是一种优良的锂离子电池负极材料。以沥青为原料,通过对喹啉不溶物(QI)、反应温度、反应时间和气体流量等指标的研究,摸索出了一条实验室制备路线,得到了合格的中间相炭微球,并对其作为负极材料的物理性能和电化学性能进行了检测和分析。     

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%。     

中间相炭微球的研究进展

中间相炭微球(mesocarbon microbeads,MCMB)具有良好的化学稳定性、优良的导热导电性能,是一种有着极大开发潜力和应用前景的炭材料。本文对中间相炭微球的形成机理及其性能的改进进行了概述,并介绍了其作为锂离子电池负极材料的优势、嵌锂模型、电化学性能的改进方法及其发展趋势。     

锂电池关键技术在天津率先实现国内产业化生产

一项标志着锂电池生产的关键性技术——中间相炭微球锂电池负极材料,日前在天津率先实现国内产业化生产。中间相炭微球是一种重要的锂电池负极材料,因其具有优良的电化学性能,被电池生产厂家普遍使用。过去,国内电池厂家所使用的中间相炭微球负极材料主要依赖进口。据专家介绍,如按年产2亿只电池计算,仅天津市场近期需要的优质电池负极材料每年将超过600t,要花费1.2亿元人民币用于进口。如今,这项由天津大学王成扬教授担纲研究的锂电池负极材料生产技术,顺利完成了中间相炭微球项目的中试,并形成了年产200t的工业化生产规模。这项拥有国内独…     

MCMB/水性粘结剂体系锂离子电池负极制备工艺研究

在锂离子电池炭负极的制备中，粘结剂和导电炭黑用量、不同的碾压及封装条件都将影响电池的电化学性能。通过循环伏安及恒电流充放电测量技术，研究了中间相炭微球（MCMB）／水性粘结剂负极制备中上述因素的影响，发现水性粘结剂含量为2wt％（羰甲基纤维素钠：丁苯橡胶=1：1，质量比）、导电炭黑含量为3wt％、负极碾压压力为25MPa、封装压力50MPa时，MCMB作为负极材料时表现出了较好的充放电性能，可逆放电容量达到了320．3mAh／g。且水性粘结剂工艺性能良好，可以考虑代替成本高且对环境有污染的有机粘结荆。     

石油沥青基中间相炭微球用作锂离子电池负极材料时与电解液的相容性

选择经最高热处理温度tmax＝2800℃处理过的石油沥青基中间相炭微球（P－MCMB）试样作为锂离子电池（LIB）的负极材料，组配了6种常用的电解液，运用恒电流充、放电法，粉末微电极循环伏安法，考察了P－MCMB试样在各种电解液中的充、放电性能。采用FTIR光谱技术测定了P－MCMB试样在6种电解液中首次充电时表面生成的SEI膜的化学成分。实验结果表明，P－MCMB试样与电解液的相容性和SEI膜的织构有关。     

LiFePO4锂离子动力电池45℃容量衰减机理

以电动汽车的方型LiFePO₄/石墨动力实验电池为研究对象,探究其在45℃恒温箱下1C充放电循环的失效机理。通过对电池进行解剖,系统分析了电池循环前后正负极片的厚度、形貌、结构和克容量的变化。随着电池在45℃高温下循环,电解液分解以及Fe溶出损失、SEI膜再生长,消耗大量的活性锂,交流内阻增加导致电化学极化增大,活性锂消耗引起负极容量损失为6.7%,负极结构变化造成的容量损失为22.64%。结果表明石墨负极动力学性能的衰减是电池失效的主要因素。     

电解液PS含量对锂离子电池性能的影响

考察了电解液中PS添加剂含量对锂离子电池初始容量及内阻、高温储存性能、倍率性能、常温循环性能的影响。电解液中PS添加剂含量对于电池初始容量及内阻影响不大。电解液中PS添加剂含量越高,电池的高温储存性能越好。而随着电解液中PS添加剂含量的增加,电池的倍率性能和常温循环性能均有所下降。综合考虑,电解液中PS添加剂含量为1%时,电池性能较优。     

乳液法制备中间相炭微球的微观结构及其电化学性能

分别以石油渣油中间相沥青(FCC-MP)和萘系中间相沥青(AR-MP)为原料,采用乳液法制备出两种粒径分布窄、球形圆整的中间相沥青微球(MPMB-1和MPMB-2,粒径约25μm),再经预氧化、碳化、石墨化处理后得到中间相石墨微球(MGMB-1和MGMB-2);采用偏光显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等表征了乳液法微球的微观结构,结果显示MPMB-1和MPMB-2的内部稠环芳烃大分子片层排列复杂无规则;经2800℃石墨化处理后,MGMB-1和MGMB-2的石墨片层间距d002大于热缩聚法石墨微球(MGMB-3)的d002。对MGMB-1、MGMB-2和MGMB-3进行锂离子二次电池负极性能测试,发现乳液法石墨微球循环性能和库伦效率优于热缩聚法制备的石墨微球,MGMB-1和MGMB-2的首次放电容量分别为305mAh/g和302mAh/g。     

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。     

高比能长寿命锂离子电池的石墨负极选择策略

正虽然高容量的Si负极材料的应用逐渐普及,但石墨负极凭借着优异的电化学性能仍然是目前主流的锂离子电池负极材料。在充电过程中Li~+从正极脱出经过电解液扩散到负极表面嵌入到石墨负极内部,放电的过程则正好相反,石墨材料的嵌锂电位与金属Li接近,这一方面能够有效地提高锂离子电池的电压,从而提高能量密度,但另一方面也导致目前常规的     

离子型表面活性剂对煤沥青制MCMB分离行为的影响

以QI含量为5.3%的中温煤焦油沥青为原料在420～470℃时聚合90min,得到含中间相小球的母液,采用溶剂热过滤方法分离,对比添加离子型表面活性剂对母液分离效率及得到产品收率、性能的影响,所得中间相炭微球的球形结构较好,作为锂电池负极材料电性能优良,且较显著提高分离效率。