煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能

摘要：

以工业副产物煤沥青(coal tar pitch,CTP)为原料,采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭,利用XRD、Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征,并探究微晶炭用作锂离子电池负极材料的储锂特性.结果表明,煤沥青经不同温度(800～1100℃)炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭共存的微晶炭.炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化学性质的重要因素.当炭化温度为800℃时,煤沥青基微晶炭CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道、结构缺陷等无定形炭,且两者有机结合,相互镶嵌,构筑成三维网络结构,同时炭基体表面含有适量氧/氮官能团.该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在50mA/g电流密度下可逆容量可达305mA·h/g,1000mA/g大电流密度下仍可维持在174mA·h/g,经100次循环后可逆容量保持率超过99.0％,显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性,是一种较为理想的锂离子电池负极材料.煤沥青基微晶炭CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧/氮官能团等因素密切相关.

关键词：煤沥青、微晶炭、负极材料、储锂性能

所属期刊栏目：40

分类号：TQ522.65;TM912

资助基金：河南省高等学校青年骨干教师培养计划;河南省科技攻关项目

在线出版日期：2021-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：313-323