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酚醛树脂热解炭包覆石墨化针状焦用于锂离子电池负极材料的研究

作　者: 赵跃
导　师: 乔文明
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工艺
关键词: 锂离子电池针状焦酚醛树脂包覆
分类号: TM912
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文选用石墨化针状焦作为原材料,采用酚醛树脂包覆、双氧水表面氧化及包覆-氧化相复合等改性手段制备高容量、高效率、长寿命的锂离子电池负极材料,系统考察了酚醛树脂包覆量、炭化温度、表面氧化及氧化-包覆改性对石墨化针状焦微晶结构和电化学性能的影响。采用有机溶剂热抽滤法制备酚醛树脂热解炭包覆石墨化针状焦复合材料,考察酚醛树脂包覆量及炭化温度对复合材料微晶结构和电化学性能的影响。研究发现,复合材料的首次充放电效率随包覆量及炭化温度的增加均呈现先增加后减小的趋势,当酚醛树脂包覆量为20%、炭化温度为800℃时,复合材料的电化学性能最好,其首次充电容量及库仑效率分别为328.19mAh/g和87.85%,50次循环充放电后充电容量为309.59mAh/g,容量保持率为83.06%。采用双氧水表面氧化法处理石墨化针状焦,并采用包覆—氧化相复合的改性方法制备优质针状焦复合材料。研究发现,表面氧化可以改变材料表面官能团的种类,提高针状焦材料与电解液的兼容性；在表面氧化处理后的石墨化针状焦外包覆一层酚醛树脂热解炭,可以进一步改善复合材料的电化学性能。研究结果表明：经过30%双氧水氧化、20%酚醛树脂热解炭包覆的石墨化针状焦复合材料具有良好的电化学性能,其首次充电容量及库仑效率分别为358.65mAh/g和90.56%,50次充放电循环后充电容量为340.66mAh/g,容量保持率为86.33%。本论文对低成本高容量锂离子电池负极材料的研究和开发具有一定的参考价值和指导意义。

酚醛树脂热解炭包覆石墨化针状焦用于锂离子电池负极材料的研究

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