試析炭石墨復(fù)合材料作為鋰離子電池負(fù)極材料研究

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1、氆懋縫*⑧滅畢大謦J近代第一所大寧碩士學(xué)位論文一’■■0_I■■;■爿j}■lE■■■¨0■■■■_學(xué)科專業(yè):化學(xué)工蘆作者姓名:馬鐵指導(dǎo)教師:王成揚(yáng)教授天津大學(xué)研究生院2005年12月中文摘要本研究利用經(jīng)過球磨以后得到天然球形石墨為原料,為了改善天然石墨與電解液的相容性差的缺點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行改性處理,主要是用物理包覆和化學(xué)包覆的方法對(duì)天然球形石墨進(jìn)行表面改性處理,并對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行電化學(xué)性能的研究;同時(shí)還研究了雙氧水氧化對(duì)天然石墨的表面官能團(tuán)的影響,以及這種變化對(duì)樹脂包覆的影響。采用熱縮聚法對(duì)天然石墨進(jìn)行中間相瀝青的包覆改性,通過SEM、XRD和電化學(xué)性

2、能測試確定合適的包覆時(shí)間為4h,420。C條件下,包覆中間相瀝青量最合適,可以減少電解液溶劑對(duì)石墨材料的嵌入,首次充放電效率為90.2%,放電容量為325mAh/g。.球形石墨上采用氧化一浸漬一固化一炭化的方法沉積一層酚醛樹脂熱解炭,制備成包覆石墨,對(duì)包覆石墨電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。通過對(duì)不同包覆量的復(fù)合材料的表觀形貌,結(jié)構(gòu)及其電化學(xué)性能的研究;通過對(duì)比包覆氧化石墨和未氧化石墨的電化學(xué)性能,樹脂炭對(duì)于氧化后的球形石墨具有了較好的包覆作用,提高了球形石墨的球形度,有利于鋰離子的嵌入/脫出,改善了電化學(xué)性能。研究了天然石墨包覆酚醛樹脂前的氧化作用,對(duì)比天然石墨

3、的炭化收率,表面氧含量,可知炭化收率由90.12%變?yōu)?3.17%,表面氧原子含量由3.7%變?yōu)?.8%。關(guān)鍵詞:鋰離子二次電池、負(fù)極材料、天然石墨、表面改性、表面氧化ABSTRACTNaturalgraphitehastheperformancesofgoodlithiumstorageandbadcompatibilitywithelectrolyte.Anditcanbemodifiedbyusingthephysicalandchemicalcoatingmethodsinordertoimprovecycleefficiency.Thesurf

4、acefunctionalgroupsofnaturalgraphitewerechangedafterbeingoxidizedbyH202,whichcouldimprovetheperformanceofcompositegraphite.Themethodofchemicalcoatingwithcoal-tarpitchwasusedtoamelioratetheperformancesofnaturalgraphite.TheresultsweremeasuredbyX-raydiffraction,scanningelectronmicro

5、scopeandgalvanostaticcharge—dischargecyclingtechniques.Thereversiblecapacityofcoatednaturalgraphitetreatedat420。Cfor4hkeptabove325mAg/handthefirstcycleefficiencyreachedto90.2%.Theoxidizedgraphitewastreatedwithphenolresinascoatingagenttopreparecompositeanodematerial,whichinvolvesl

6、iquid-phenol—impregnationandcarbonizationprocess.Afterresearchingintothesurfacemorphology,structures,charge—dischargeandtheelectrochemicalperformancesoftheoxidizedandnon-oxidizednaturalgraphite,theconclusionsshowedthatthepyrolysisofresincouldcoatgraphitewellandmakethesurfaceofgra

7、phitemorelubricity,whi吐helpedtoimprovethelithiumioninsertion/deinsertionperformanceofnaturalgraphite.Bythecomparisonofthepre—oxidation,carbonizationyield,oxygencontentandelectrochemicalperformancebetweentheoxidationsampleandunoxidationsamples,theresultsprovedthatthecarbonizationy

8、ieldofthecompositegraphiteincreasedfrom9

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