锂离子电池石墨负极材料的碳包覆研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 10次 | 上传用户:zhuzubiao
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石墨作为当前市场上应用最广泛的锂离子电池负极材料之一,具有容量高、价格便宜、电压平台低等优点,但同时也存在与电解液相容性差、充放电循环过程中石墨层会剥离等缺点,需要对石墨进行改性才能提高其电化学性能。碳包覆法是改性石墨常用的方法之一,本文以人造石墨碎料为研究对象,通过液相碳包覆法将无定形碳包覆于石墨表面,并对得到的包覆材料进行电化学性能研究。本实验以沥青为碳前驱体,对人造石墨碎料进行碳包覆研究,得到了一种较佳的制备无定形碳包覆石墨材料的工艺方法。同时,还考察了不同沥青包覆量对复合材料电化学性能的影响,通过电化学表征得出:当沥青包覆量为6%时,复合材料的首次充放电性能最佳:在30 mA·g-1的电流密度下,其首次放电容量为350.5 mAh·g-1,首次充放电效率为91.5%。当沥青包覆量为6%~8%时,复合材料具有最佳的循环性能:在60 mA·g-1的电流密度下,复合材料第50次循环的可逆容量比石墨原料提高了40mAh·g-1以上。同时,本实验以秸秆木质素为碳前驱体,对人造石墨碎料进行碳包覆研究,并得到一种在水相体系中制备碳包覆材料的工艺方法。本文还以两种不同分子量的木质素包覆石墨材料,通过比较认为木质素分子量的大小对人造石墨的包覆相差不大。最后,本文通过将秸秆木质素进行热处理提高了其碳化收率,并以处理后的木质素为碳前驱体包覆于石墨表面,通过电化学测试表明:复合材料的首次充放电可逆容量为350.1 mAh·g-1,充放电效率为90.6%,且在60 mA·g-1的电流密度下,复合材料第50次循环的可逆容量比石墨原料提高了30mAh·g-1。
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