人造石墨與硅—石墨復(fù)合負(fù)極材料的制備及性能研究.pdf

1、本論文圍繞如何滿足目前對(duì)高能量密度、可快速充放電與長(zhǎng)壽命電池的要求進(jìn)行了兩個(gè)方面的研究。一方面，通過(guò)控制炭化過(guò)程改良人造石墨結(jié)構(gòu)來(lái)提高石墨負(fù)極材料循環(huán)性能，尤其是倍率循環(huán)性能;另一方面，為了突破石墨理論比容量低對(duì)其應(yīng)用的限制，本論文通過(guò)硅與石墨的復(fù)合，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)各自的缺點(diǎn)，制備具有高比容量，循環(huán)性能優(yōu)異的新型復(fù)合負(fù)極材料。
　　以瀝青為原料，采用炭化-石墨化的方法制備人造石墨，通過(guò)篩選原料和控制最高熱處理溫度、炭化升

2、溫速率、炭化溫度、預(yù)炭化處理等獲取最適合石墨化的瀝青焦，再經(jīng)過(guò)石墨化處理獲得人造石墨樣品。升溫速率為1℃/min、炭化溫度為700℃、石墨化后得到的樣儡小電流循環(huán)性能優(yōu)異，首次可逆比容量為360.3 mAh g-1，50次循環(huán)后比容量保持率為98.7％;在上述條件下，增加350℃預(yù)炭化，石墨化后樣品具有良好的倍率性能，10 C條件下，可逆比容量高達(dá)319.8mAhg-1。
　　以超細(xì)人造石墨粉（＜1μm）、納米硅(＜30 nm)、

3、煤瀝青和葡萄糖為原料，研究了煤瀝青的兩種添加方式對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、形貌及電化學(xué)性能的影響。一種是采用煤瀝青預(yù)處理后與人造石墨、納米硅、葡萄糖懸濁液噴霧制備前驅(qū)體，熱解制備硅-人造石墨-煤瀝青焦/熱解碳復(fù)合負(fù)極材料，研究了硅含量及熱處理溫度對(duì)復(fù)合材料性能的影響，綜合考慮，含10 wt.％ Si，熱處理溫度為700℃時(shí)，復(fù)合材料性能最佳，首次充電比容量為614 mAh g-1，首次效率為69.7％，50次循環(huán)后的比容量保持率為70.2％;另一

4、種是首先通過(guò)噴霧干燥-高溫?zé)峤庵苽涠嗫仔缘墓?人造石墨/熱解碳復(fù)合負(fù)極材料，再利用煤瀝青進(jìn)行二次包覆，其組成與熱處理方式與第一種方式最優(yōu)條件一致。分別研究了PVDF及LA132兩種粘結(jié)劑對(duì)復(fù)合材料性能的影響，以PVDF為粘結(jié)劑，制備的復(fù)合材料具有優(yōu)于第一種添加瀝青方式下同比例復(fù)合材料;以LA132為粘結(jié)劑，包覆后的復(fù)合材料性能更佳，首次充電比容量為600.2 mAh g-1，首次效率為78.8％，50次循環(huán)后的比容量保持率為79.1％，