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摘要：本论文围绕如何满足目前对高能量密度、可快速充放电与长寿命电池的要求进行了两个方面的研究。一方面,通过控制炭化过程改良人造石墨结构来提高石墨负极材料循环性能,尤其是倍率循环性能；另一方面,为了突破石墨理论比容量低对其应用的限制,本论文通过硅与石墨的复合,结合两种材料的优点,弥补各自的缺点,制备具有高比容量,循环性能优异的新型复合负极材料。以沥青为原料,采用炭化-石墨化的方法制备人造石墨,通过筛选原料和控制最高热处理温度、炭化升温速率、炭化温度、预炭化处理等获取最适合石墨化的沥青焦,再经过石墨化处理获得人造石墨样品。升温速率为1℃/min、炭化温度为700℃、石墨化后得到的样品小电流循环性能优异,首次可逆比容量为360.3mAh g-1,50次循环后比容量保持率为98.7%；在上述条件下,增加350℃预炭化,石墨化后样品具有良好的倍率性能,10C条件下,可逆比容量高达319.8mAh g-1。以超细人造石墨粉(<1μm)、纳米硅(<30nm)、煤沥青和葡萄糖为原料,研究了煤沥青的两种添加方式对复合材料结构、形貌及电化学性能的影响。一种是采用煤沥青预处理后与人造石墨、纳米硅、葡萄糖悬浊液喷雾制备前驱体,热解制备硅-人造石墨-煤沥青焦/热解碳复合负极材料,研究了硅含量及热处理温度对复合材料性能的影响,综合考虑,含10wt.%Si,热处理温度为700℃时,复合材料性能最佳,首次充电比容量为614mAh g-1,首次效率为69.7%,50次循环后的比容量保持率为70.2%；另一种是首先通过喷雾干燥-高温热解制备多孔性的硅-人造石墨/热解碳复合负极材料,再利用煤沥青进行二次包覆,其组成与热处理方式与第一种方式最优条件一致。分别研究了PVDF及LA132两种粘结剂对复合材料性能的影响,以PVDF为粘结剂,制备的复合材料具有优于第一种添加沥青方式下同比例复合材料；以LA132为粘结剂,包覆后的复合材料性能更佳,首次充电比容量为600.2mAh g-1,首次效率为78.8%,50次循环后的比容量保持率为79.1%,倍率性能优良。综合比较,第二种方法制备材料性能更优。图58幅,表29个,参考文献127篇