鋰離子電池新型石墨負極材料的研究.pdf

1、石墨負極因具有資源豐富、價格低廉、放電平臺低、可逆比容量較高以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好等優(yōu)點而成為目前商業(yè)化鋰離子電池負極材料的主流，然而，石墨材料也存在與電解液相容性差、倍率性能不理想等缺點，阻礙了其在動力電池中的廣泛應(yīng)用。本文從降低成本和提升倍率性能兩方面入手，開發(fā)出新型石墨類負極材料，研究結(jié)果如下：
　　以天然石墨球形化尾料為原料，通過噴霧造粒，將石墨微片粘接成球，隨后進行表面碳包覆，得到碳包覆各向同性天然石墨微球。微球內(nèi)石墨片取向各

2、異，而對于每個微球又表現(xiàn)出各向同性的電化學(xué)性能，這可以有效的消除循環(huán)過程中的應(yīng)力集中，同時，造粒過程中使用的粘接劑聚乙烯醇在后續(xù)的高溫?zé)崽幚磉^程中形成連續(xù)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，不僅提高了材料整體的導(dǎo)電率，也對材料的結(jié)構(gòu)保持起到積極的作用。在各向同性的獨特結(jié)構(gòu)與內(nèi)部粘接劑形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同作用下，碳包覆各向同性天然石墨微球負極材料表現(xiàn)出非常優(yōu)異的倍率性能，在3 C倍率下仍能保持346mAh g-1的可逆比容量。
　　采用價格低廉的無煙煤為原料

3、，檸檬酸為碳源，通過對無煙煤進行2900℃高溫石墨化、表面碳包覆改性，制備出具有核-殼結(jié)構(gòu)的石墨/炭復(fù)合負極材料，通過包覆碳層的覆蓋緩沖作用，石墨/炭復(fù)合材料的首次效率和循環(huán)穩(wěn)定性均得到了提升，在0.3 C下循環(huán)100圈仍能保持370 mAh g-1的可逆容量，首次庫倫效率達到83％，循環(huán)100次后容量保持率為98％。
　　利用Hummer法，將石墨化無煙煤氧化插層獲得氧化石墨烯溶液（GO），再與石墨化無煙煤復(fù)合，通過噴霧造粒、高