【摘要】：因具有較短的鋰離子擴(kuò)散路徑、大的比表面積等優(yōu)勢(shì),球形碳材料在鋰離子電池負(fù)極材料中展露出良好的應(yīng)用前景。研究以新疆庫車產(chǎn)煤為原料,采用電弧放電法及化學(xué)活化法制備出了具有多孔結(jié)構(gòu)的煤基球形碳。通過X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、拉曼光譜(Raman)、氮?dú)馕摳椒ê秃汶娏鞒浞烹姷葴y(cè)試手段對(duì)材料結(jié)構(gòu)、形貌和電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,在100 m A/g的電流密度下,煤基球形多孔碳的首次放電比容量可達(dá)到1188.9 mAh/g,遠(yuǎn)高于商業(yè)石墨負(fù)極372 mAh/g的理論比容量。此外,該材料還表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定性,經(jīng)歷200圈循環(huán)后的放電比容量為844.9 mAh/g。煤基球形多孔碳優(yōu)異的電化學(xué)性能得益于活化過程所產(chǎn)生的分級(jí)孔道結(jié)構(gòu)能為鋰離子提供更多儲(chǔ)存空間,從而提高了電極的容量及循環(huán)穩(wěn)定性。
[Abstract]:Because of the advantages of short lithium ion diffusion path and large specific surface area, spherical carbon materials have a good application prospect in the cathode materials of lithium ion batteries. The spherical coal based carbon with porous structure was prepared by arc discharge and chemical activation from coal from Kuqa in Xinjiang. The structure, morphology and electrochemical properties of the materials were characterized by X-ray diffraction (XRD),) (XRD), scanning electron microscope (XRD), (SEM), Raman spectroscopy (Raman), nitrogen adsorption and desorption method and constant current charge / discharge method. The results show that at the current density of 100m A / g, the first discharge specific capacity of coal-based spherical porous carbon can reach 1188.9 mAh/g, which is much higher than the theoretical specific capacity of commercial graphite anode 372 mAh/g. In addition, the material showed good cyclic stability, and the discharge specific capacity was 844.9 mAh/g. after 200 cycles. The excellent electrochemical performance of coal-based spherical porous carbon is due to the fact that the graded pore structure produced by the activation process can provide more storage space for lithium ions and thus improve the electrode capacity and cycle stability.
【作者單位】： 新疆大學(xué)能源材料化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室先進(jìn)功能材料新疆維吾爾自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用化學(xué)研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(U1203292) 中國科學(xué)院西部之光人才培養(yǎng)計(jì)劃(YBXM-2014-07)~~
【分類號(hào)】：TM912

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