软硬双模板法制备双介孔炭及其储锂性能研究

摘要：

以中间相沥青为前驱体,三嵌段共聚物 F127 和纳米 CaCO3分别为软硬模板剂,采用有机-无机自组装方式制备双介孔炭(BMCs)用作锂离子电池负极材料.借助 XRD、Roman、SEM、TEM、氮气吸脱附及恒电流充放电测试对所制双介孔炭材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征,研究了软硬模板剂比例与热处理温度对其孔结构及电化学性能的影响.结果表明,当中间相沥青、三嵌段共聚物 F127、纳米 CaCO3质量比为 2∶1∶7 时,所制备的双介孔炭材料电化学性能最佳,在 100 mA/g 的电流密度下,该材料首次放电比容量可达 563.2 mAh/g,100 次循环容量保持率为 81.25%,在 2000 mA/g 的电流密度下,其放电比容量为 206.3 mAh/g;随着热处理温度的升高,双介孔炭孔道结构逐渐坍塌,其可逆储锂容量不断降低,在热处理温度为1800 ℃时降到最低值,当热处理温度进一步升高达到 2300 ℃以上时,因石墨微晶排列有序度大幅提高,有利于锂离子的嵌入脱出,由此导致材料的可逆储锂容量又开始不断增加.热处理温度低于2300 ℃时,材料的储锂容量主要取决于其内部缺陷及孔隙,在2300 ℃及更高温度进行热处理时,材料的储锂容量主要为层间插锂容量.

关键词：中间相沥青、介孔炭、锂离子电池、负极材料、双模板法、储锂性能、电化学性能

所属期刊栏目：41

分类号：O613.71(无机化学)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51472186

在线出版日期：2018-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：276-284