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。     

用于锂离子电池负极SnO2MCMB复合材料的研究

以中间相碳微球(MCMB)为核心,用直接沉淀法制备了一种氧化锡颗粒修饰的新型复合碳材料.用X射线衍射和扫描电镜对材料的结构及形貌进行了表征.通过恒流充放电、交流阻抗、循环伏安等测试手段对该材料的嵌脱锂特性进行了研究,循环20周后其比容量仍然保持在360 mAh/g以上.此种复合物可以作为一种锂离子电池新型负极材料.     

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。     

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。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

磷酸铁锂（LiFePO₄）具有高温稳定性较好、循环性能良好、环保等特点,已成为锂离子动力电池正极材料之一。但由于磷酸铁锂电导率低及锂离子扩散速率慢等缺点,制约其在动力电池行业的发展。因此主要从包覆碳材料对磷酸铁锂进行表面改性、对磷酸铁锂进行掺杂、制备亚微米或纳米级的磷酸铁锂或制备特殊形貌的磷酸铁锂3方面进行综述,分析改善磷酸铁锂性能最优的方法,对其未来的发展趋势进行了预测。     

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。     

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。     

中间相炭微球基活性炭对Fe~(3+)吸附性研究

为了研究含铁离子废水的净化方法和扩展中间相碳微球活性炭的应用领域,本文以中间相碳微球基活性炭(MCMB)为吸附剂,对模拟含铁离子废水进行吸附性实验研究。结果表明,MCMB对Fe~(3+)吸附的最佳参数:Fe~(3+)初始浓度300.00 mg/mL,吸附时间80 min,吸附温度50℃,Fe~(3+)平衡浓度17.3 mg/mL,溶液PH为1;最适工艺参数下,最大吸附量1308 mg/g。     

锂电负极材料中间相炭微球的应用研究进展

锂离子电池作为一种新的化学能源，已经引起了研究者越来越多的关注。其中中间相碳微球市场发展潜力较大，但目前行业发展仍面临产量低、成本高等问题，难以满足日益增长的市场需求，因此中间相碳微球相关研究仍需进一步深入。本综述从材料的制备方法着手，总结了锂离子电池中间项碳微球以及其复合负极材料的最新研究进展，探讨了制备方法、以及复合负极材料储锂性能的进展。     

片状LiFePO_4/C正极材料制备及其电化学性能研究

在温和的反应条件下,使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)成功合成了片状二水磷酸铁,并将其与氢氧化锂、柠檬酸球磨混合,采用碳热还原法制备了具有纳米厚度的片状LiFePO_4/C电极材料。研究了SDBS对磷酸铁形貌以及LiFePO_4/C电极材料电化学性能的影响。利用X-射线衍射、扫描电子显微镜和充放电测试等技术手段,对合成样品的物相、形貌和电化学性能进行了分析测试。电化学测试表明,在25℃,2.0～4.2 V电压范围条件下,使用片状二水磷酸铁为前驱体制备的LiFePO_4/C样品,在0.1 C库仑效率达到99.6%,在1 C下循环500次容量保持率为99%,表现出了优异的电化学性能。     

锂离子电池碳负极材料的性能特点及导电聚并苯多孔碳材料的制备方法

锂离子电池碳负极材料由于来源广泛、成本低廉、化学稳定性好,一直成为商品化二次电池电极材料的首选.而多孔高分子裂解碳材料由于比表面积大、吸附能力强、电导率高、制备工艺简便等优点在新能源锂离子电池领域得到广泛应用.综述了锂离子电池常见的碳负极材料如天然石墨、中间相碳微球、无定形碳、高分子裂解碳等性能特点;并重点阐述了酚醛树...     

中间相炭微球的分离与表征

中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads, MCMB)是一种理化性能优异的球形富炭材料,是制备高品质人造炭/石墨材料的优质前驱体。热缩聚法生产MCMB的技术已经较为成熟,但是影响MCMB收率和性能的重要因素之一在于MCMB的高效分离。本文以商业化富含中间相炭微球的改质沥青(MP)为原料,洗油为萃取剂,甲苯为清洗剂,通过溶剂萃取分离法分离MCMB。以MCMB的收率、挥发分、粒度均匀性指数(PUI)为评价参数,考察了料液比、萃取温度、萃取时间对分离效果的影响。结果表明:当料液比为1∶2、萃取温度为170℃、萃取时间为2 h时,MCMB的收率为20.60%,挥发分为9.41%,平均粒径为21.03μm,粒度均匀性指数(PUI)为0.6722。并利用TGA、XRD、Raman光谱以及SEM对MCMB的热稳定性和微观结构进行了研究。     

Tween20对中间相炭微球制备分离过程的影响

通过对中间相炭微球（MCMB）表面形貌的分析,说明添加Tween20样品E4的团聚现象明显低于原样AY,煤沥青聚合的MCMB的形成过程以融并生长和球形基本单元构筑方式生长。针对MCMB制备过程中存在的中间相小球体分离困难、产品收率低、生产成本高等问题,研究了以煤沥青为原料,采用聚合法制备分离MCMB的过程中,非离子表面活性剂Tween20对MCMB分离效率及结构、性能的影响。结果表明：Tween20对MCMB的最终性能未产生不利影响,在分离萃取剂中添加质量分数为0.1%的Tween20时,滤饼渗透性大幅提高,过滤时间明显减少,分离效率可提高近25%,同时MCMB的分离收率最高,达到23.3%。Tween20的加入使得制备的MCMB及石墨MCMB均具有良好的分散性,从而保证了其作为制备锂电池负极材料的良好充放电性能。     

磷酸铁锂优缺点及改性研究进展

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO_4)具有原料来源广泛、循环性能好、对环境无污染等特点,尤其是在高温下的安全性能,使其成为一种应用前景非常广阔的锂电池正极材料。但是,磷酸铁锂的电子导电率和锂离子扩散速率较低,限制了其进一步的市场化应用。介绍了磷酸铁锂的结构与性能之间的关系以及充放电机理,并对其改性方法进行了综述。     

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。     

LiFePO4纳米片球/石墨烯复合材料的制备及锂电性能研究

采用水热法制备出磷酸铁锂纳米片球/石墨烯(Li Fe PO_4/r GO)复合材料,使用XRD和扫描电镜(SEM)对复合材料进行了表征,并测试了其电化学性能。结果表明,LiFePO_4/rGO复合材料具有优异的电化学性能,其比容量达到154.4mAh·g~(-1),在5C倍率下循环50圈容量保持率为94.2%。     

锂电池正极材料磷酸铁锂的制备方法

正本发明公布了一种充电电池正极材料磷酸铁及磷酸铁锂的制备方法。首先将磷源、二价铁化合物和氧化剂按一定比例混合,得到混合溶液。将该溶液滴入pH为1.5~9的缓冲液中,得到磷酸铁(FePO_4)沉淀。将磷酸铁产物与锂化合物反应,得到可用作锂电池正极材料的磷酸铁锂(LiFePO_4)产品。     

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。     

微波加热化学活化法制备高比表面活性炭

以中间相炭微球为原料,KOH为活化剂,采用微波加热化学活化法在不同条件下制备出高比表面积活性炭,考察了活化前后中间相炭微球的结构变化与不同活化条件对炭微球性能的影响.研究表明:活化后中间相炭微球的石墨微晶结构被破坏,所制得的活性炭是无定形组织.活性炭比表面积和孔容随着KOH/MCMB的增大先增大后减小.KOH/MCMB较小时,比表面积和孔容随活化时间的延长达到最大值后不再发生变化,在KOH/MCMB较大时,比表面积和孔容随活化时间的延长先增大后减小.