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…     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

碳酸丙烯酯含量对中间相炭微球负极材料电化学性能的影响

碳酸丙烯酯(PC)溶剂具有极低的熔点和较高的介电常数,因此作为锂离子电池电解液溶剂,可以有效提高锂离子电池的低温性能。但由于PC易与锂离子在石墨负极表面发生共嵌入而破坏石墨结构,从而导致电池性能急剧变差。以结构稳定的中间相炭微球为负极,利用循环伏安、充放电循环测试和交流阻抗测试方法,研究了不同PC溶剂含量电解液对中间相炭微球电化学性能的影响。结果表明,中间相炭微球结构稳定,当PC含量增加到40%时仍未发生共嵌入现象。同时,随着PC含量的增加,中间相炭微球的循环性能逐步衰减。而PC含量为10%时,中间相炭微球具有最佳的循环性能,其与在不含PC溶剂的电解液中的循环性能相比,没有明显变化,循环100次后的放电比容量为207.1 m A·h/g,容量保持率为57.5%。     

中间相炭微球研究进展

中间相炭微球是一种新型炭材料，它是在研究中间相的过程中发展起来的，其理论基础是中间相理论。系统地介绍了中间相炭微球的发展过程，制备原料和制备方法，此外，还对中间相炭微球的分析方法，应用领域进行了介绍，并对其发展前景作了预测，指出了几个重要的发展方向。     

活性中间相炭微球的研究进展

活性中间相炭微球是一种性能优异的新型高比表面积活性炭材料.概述了活性中间相炭微球的制备方法、活化反应机理及其应用进展.     

中间相炭微球制备高密高强炭/石墨材料的研究现状

为了对中间相炭微球制备高密高强炭／石墨材料的研究现状有所了解，并且对实验和实际生产起到指导作用，本文通过参阅大量中外文献，讨论了不同原料及制备方法制得的中间相炭微球、炭微球的球径、预氧化温度及时间、成型压力及时间、热处理温度及升温速率、保温时间对炭／石墨制品的力学性能及微观结构的影响。并对中间相炭微球制备高密高强炭／石墨材料中存在的问题和研究方向提出了自己的见解。     

锂离子动力电池碳负极材料研究进展

动力电池的性能是制约电动车大规模应用的重要因素,而负极材料在动力电池的生产和应用中起着关键的作用。动力型负极材料要围绕安全性、长寿命、一致性、低成本和较高的倍率充放电能力等方面进行深入系统的研究。综述了锂离子动力电池碳负极材料的研究进展,比较了中间相炭微球、石墨类与硬炭类材料的优缺点,并对提高材料高倍率充放电性能的改性方法进行了介绍。     

酚醛树脂对均相成核的中间相炭微球生成的作用

在QI含量很低的沥青中加入适量的酚醛树脂，可以改变沥青生成中间相炭微球的热缩聚反应，进而改变中间相炭微球的形貌与微观结构。酚醛树脂在沥青稠环芳烃分子热缩聚过程的初期形成共晶，在后期充当炭微球的交联剂的作用，使中间相炭微球的收率增加，尺寸变大，并影响了中间相炭微球的织构，红外光谱分析表明酚醛树脂已参与了中间相炭微球的形成；偏光显微镜、扫描电镜形象地表征出了中间相炭微球的微观织构以及酚醛树脂的作用。     

热缩聚工艺条件对中间相炭微球形成的影响

以中温煤沥青为原料采用常压热缩聚工艺制备中间相炭微球。考察了不同聚合条件对中间相炭微球收率及形态的影响,从而找出制备中间相炭微球的最佳工艺路线。     

煤焦油中吡啶不溶物及聚合条件对中间相炭微球收率,球径及其分布的影响

研究了煤焦油聚合制备中间相炭微球过程中，原料中PI的含量及聚合条件对中间相炭微球的球径及球径分布的影响。发现中间相炭微球的球径，随原料中PI的含量增加而减少，球径分布变窄，随聚合时间的延长，所产生的中间相炭微球球径增大，球径分布变宽。通过控制原料中一次PI的含量及聚合条件，获得较窄粒径分布的中间相沥青炭微球。     

添加剂对中间相炭微球结构的影响

以石油渣油为原料，分别添加2％的Nl10炭黑和2％的二茂铁制备中间相炭微球，考察了这两种添加剂对中间相炭微球结构的影响。实验结果表明，与添加炭黑制备的中间相炭微球相比，添加二茂铁制备的中间相炭微球结构规整，内部含有α-Fe粒子，在热处理过程中，α-Fe粒子对微球结构的石墨化转变具有催化作用。     

中间相炭微球制备及应用概述

中间相炭微球（MCMB）是一种新型的炭材料,拥有杰出的化学稳定性、热稳定性、优良的导电导热性能,已引起人们的广泛关注。本文概述了MCMB的结构与形成机理、各种制备方法。以及在高密度各向同性炭材料、锂离子电池负极材料的应用研究及其最新研究进展;并展望了MCMB的应用和研究前景。     

添加对甲苯磺酸对中间相炭微球制备的影响

以中温煤沥青为原料,在对甲苯磺酸(PTSA)不同添加量下,420℃恒温2h热缩聚制备中间相炭微球.利用元素分析、激光粒径分析、扫描电镜分析等手段对所得产物进行表征,研究了对甲苯磺酸添加量对中间相炭微球制备的影响.结果表明:在煤沥青中添加PTSA可以提高中间相炭微球的收率和C/H;中间相炭微球的平均粒径随PTSA添加量的增加呈先减小后增大的趋势;添加量约1%时,所得中间相炭微球粒径小,尺寸分布窄,球形度好.     

煤沥青中不溶组分对中间相炭微球形成的影响

以煤沥青为原料,采用热聚合方法制备中间相炭微球,研究热聚合温度370-385℃、聚合时间2h反应条件下煤沥青中喹啉不溶物、外添加氧化石墨烯对中间相炭微球形成的影响,结果表明:沥青中不溶物组分对中间相炭微球形成具有一定促进作用,在380℃热聚合条件下,能够制备出粒度分布较均匀、粒径为0.5μm-2.0μm的炭微球,而无喹啉不溶物的精制沥青,没有得到球形结构的碳材料。