包覆鳞片石墨嵌锂行为的研究

采用混合后气流分散的方法制备了酚醛树脂包覆石墨,炭化后在石墨表面形成一层树脂炭包覆层.研究表明:包覆层越厚,锂离子嵌入越难.随着包覆层由0.54 μm增加到1.49 μm,内核石墨逐渐由一阶和二阶的混合阶石墨层间化合物过渡到二阶石墨层间化合物.鳞片石墨嵌锂时单方向、10%的巨大膨胀量和高强度树脂炭包覆层抑制膨胀,是抑制锂离子嵌入包覆石墨的主要原因.     

包覆天然石墨作锂离子电池负极材料的研究

X衍射和电镜扫描显示通过沥青包覆天然鳞片石墨能在天然鳞片石墨表面包覆了一层完整和均匀的膜。天然石墨经沥青包覆改性后，不可逆容量损失从125．2mAh／g减少到32．5mAh／g；初始库仑效率达到93％；比容量从290．8mAh／g提高到365．3mAh／g；100次循环后的容量保持率从55．4％提高到93．86％。电化学性能显示沥青包覆石墨材料的最佳烧结温度为850℃，沥青最佳含量为11％wt。     

碳包覆天然石墨用于负极材料的研究

利用水溶性中间体(ACM)的水溶性和纳米尺度,在水相体系下包覆天然鳞片石墨,使用扫描电子显微镜(SEM),比表面积(BET)等表征方法对包覆样品进行了表征,并考察包覆材料的电化学性能,研究其在锂离子电池负极材料方面的应用。在电化学测试中,在最优化条件下首次效率最高可达92.2%,首次放电比容量为359.6 mAh/g,不可逆比容量仅为30.4 mAh/g;不同的炭化温度得到的样品首次效率不同,800~1 400℃的热处理温度是最优范围,过高的升温速率也会造成样品首次效率的降低,最佳升温速率是1~5℃/min。     

化学镀银鳞片石墨作锂离子电池负极材料

用常规化学镀Ag的方法在天然鳞片石墨 (NFG)的表面沉积了直径约为 10 0nm的Ag微粒作为锂离子电池负极。沉积Ag处理后的NFG不仅在循环性能上得到了不同程度的改善 ,而且还保持了石墨的平坦平台、电位低 [约 0 1V(vs Li/Li+ ) ]的优点。镀Ag量 5 %的NFG的首次可逆放电容量最大 ,当循环到第 3次时放电容量仍有 3 3 2 3 1mAh/g ,且随循环的进行 ,循环效率有增大的趋势。当Ag的质量分数大于 5 %时 ,随Ag含量的增加可逆容量有下降的趋势 ,不可逆容量有增大的趋势。Ag沉积量大于 10 %的NFG的首次放电容量低于NFG的首次放电容量。因此 ,对天然鳞片石墨进行化学镀Ag(Ag的质量分数小于 10 % )改性 ,能提高NFG的锂离子电池负极特性 ,这可能的原因是Ag的介入不仅导致该复合材料阻抗减小而且还起到了稳定SEI膜的作用     

天然石墨的复合改性研究

国产天然鳞片微粉石墨具有较高的比容量 ,但它与溶剂的相容性差 ,高倍率充 /放电能力差 ,用环氧树脂热解碳对石墨进行复合改性处理 ,一方面改变石墨的表面状态 ,并使石墨层间结合力得到加强 ,改善了石墨材料与溶剂的相容性 ;另一方面还可以改变石墨片状颗粒的形状 ,减轻它在制膜过程中的择优取向 ,有利于锂离子在石墨中嵌入和脱出 ,从而提高石墨材料的高倍率充 /放电能力。本文主要阐述了用环氧树脂热解碳对国产天然石墨进行改性处理工艺 ,不同温度对改性石墨电化学性能的影响     

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。     

焙烧条件对碳包覆天然石墨电化学性能的影响

将天然石墨(NG)用浓HNO3氧化处理后,在其表面包覆柠檬酸,在惰性气体气氛下热处理,制得了包覆改性石墨,考察了焙烧温度和焙烧时间对包覆材料性能的影响.采用X射线衍射(XRD)和恒电流充放电等手段对该材料进行结构表征和电化学性能测试,确定了最佳的改性工艺.结果表明,焙烧温度为600℃,焙烧时间为18h时产品的循环性能较好,首次放电比容量达到492.6 mAh/g,10次循环后的比容量仍可达到347.4 mAh/g.     

石油沥青包覆对石墨负极电化学性能的影响

将沥青煤油溶液过滤后,与天然球化石墨充分混合,蒸发溶剂后真空炭化,获得锂离子电池用沥青包覆天然石墨负极材料,实验研究发现当沥青包覆量在一定范围内时,可明显降低天然石墨的比表面积,提高石墨负极材料的循环性能,同时石墨负极材料的可逆容量及首次充放电效率明显提高.当包覆量为8%时,炭化温度为1 100℃,首次充电比容量为367 mAh/g,首次库仑效率为94.5%,循环20次后可逆容量保持率为92%.可见沥青包覆改性后,天然石墨材料的电化学性能得到明显改善.     

磺化沥青包覆石墨用作锂离子电池负极材料

以水溶性磺化沥青为包覆材料,在其水溶液中完成了对天然鳞片石墨的表面包覆,复合材料制备条件温和,避免了有机溶剂的使用。通过XRD、SEM和TEM对复合材料的形貌结构进行表征,并研究了复合材料的电化学性能。结果表明,天然鳞片石墨边缘尖锐的棱角和不规则的缺陷被一层无定形炭覆盖,复合材料的首次充放电效率和循环稳定性显著提高。复合材料首次放电比容量为351.8mAh/g,首次效率达到91.9%,40次循环后容量没有出现明显衰减,容量保持率为99.6%。     

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%。     

双氧水氧化天然石墨作锂离子蓄电池负极

用双氧水作氧化剂,对天然鳞片石墨进行了液相氧化改性。双氧水的氧化改性降低了天然石墨表面的含氧量,改善了其电化学性能。采用XPS和FTIR方法分析得知,氧化改性主要是去除了天然石墨表面的部分羧基(COOH)而增加了酯(COOR)的含量,正是这种表面官能团的转换导致了天然石墨表面的氧含量降低。热失重分析结果表明氧化改性对天然石墨的结构稳定性的提高作用不是很明显。天然石墨表面状态的变化有利于减少形成SEI膜时锂离子的消耗,抑制溶剂和电解质的分解,从而使首次循环的不可逆容量降低,氧化后的样品HONG的首次充放电效率从86.7%提高到89.8%,前40次的循环可逆放电容量基本没有衰减,都保持在320 mAh/g以上,这已经达到了实用化锂离子蓄电池负极材料的要求。     

天然石墨及其表面化学修饰的研究进展

简介了我国天然石墨的基本特性及其在锂离子电池中的应用情况,综述了近年来天然石墨材料表面化学修饰方面的研究成果,分别就表面氧化、金属化处理等方法对材料产生的影响及其原理等进行了阐述.     

表面镀膜对锂离子电池石墨负极电化学性能的影响

为了提高锂离子电池石墨负极的电化学性能,采用镀膜法对极片进行表面处理。结果表明:镀层TiN的存在减少了电极在首次充放电过程中形成的SEI膜的量,从而减少了活性物质和电解液的损失,提高了电池的充放电容量10%左右;TiN与SEI膜在电极表面共同形成的钝化膜要优于单纯的SEI膜,前者更有利于电池可逆容量和充放电效率的提高。     

锂离子电池负极材料的研究进展

对近期锂离子电池负极材料方面的研究和开发工作进行了综述.主要包括元定形碳材料、新型负极材料和天然石墨的改性.就实用性而言,改性天然石墨将于近期成为主流负极材料.随着电子产品对高容量密度电源的需要不断增加,新型核/壳结构的大容量负极可望在不久的将来实现产业化.     

石墨粒度及其分布对锂离子蓄电池性能的影响

就天然石墨粒度及其分布对锂离子蓄电池性能的影响进行了研究。将7种不同粒度分布的天然石墨按相同工艺制成模拟电池,测试电池的首次充放电容量、库仑效率及循环性能。结果表明:粒度增大减少了首次充放电容量,较小粒径的石墨粉首次不可逆容量加大;偏心型粒度分布对提高首次效率有利,但减少了首次充放电容量。实验表明:颗粒度D50在16～18μm,且分布呈标准正态分布,电池有较好的初放容量及首次效率。     

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%.