本文關(guān)鍵詞：鋰離子電池石墨負(fù)極材料的碳包覆研究

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【摘要】：石墨作為當(dāng)前市場(chǎng)上應(yīng)用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料之一,具有容量高、價(jià)格便宜、電壓平臺(tái)低等優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也存在與電解液相容性差、充放電循環(huán)過(guò)程中石墨層會(huì)剝離等缺點(diǎn),需要對(duì)石墨進(jìn)行改性才能提高其電化學(xué)性能。碳包覆法是改性石墨常用的方法之一,本文以人造石墨碎料為研究對(duì)象,通過(guò)液相碳包覆法將無(wú)定形碳包覆于石墨表面,并對(duì)得到的包覆材料進(jìn)行電化學(xué)性能研究。本實(shí)驗(yàn)以瀝青為碳前驅(qū)體,對(duì)人造石墨碎料進(jìn)行碳包覆研究,得到了一種較佳的制備無(wú)定形碳包覆石墨材料的工藝方法。同時(shí),還考察了不同瀝青包覆量對(duì)復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響,通過(guò)電化學(xué)表征得出：當(dāng)瀝青包覆量為6%時(shí),復(fù)合材料的首次充放電性能最佳：在30 mA·g-1的電流密度下,其首次放電容量為350.5 mAh·g-1,首次充放電效率為91.5%。當(dāng)瀝青包覆量為6%～8%時(shí),復(fù)合材料具有最佳的循環(huán)性能：在60 mA·g-1的電流密度下,復(fù)合材料第50次循環(huán)的可逆容量比石墨原料提高了40mAh·g-1以上。同時(shí),本實(shí)驗(yàn)以秸稈木質(zhì)素為碳前驅(qū)體,對(duì)人造石墨碎料進(jìn)行碳包覆研究,并得到一種在水相體系中制備碳包覆材料的工藝方法。本文還以兩種不同分子量的木質(zhì)素包覆石墨材料,通過(guò)比較認(rèn)為木質(zhì)素分子量的大小對(duì)人造石墨的包覆相差不大。最后,本文通過(guò)將秸稈木質(zhì)素進(jìn)行熱處理提高了其碳化收率,并以處理后的木質(zhì)素為碳前驅(qū)體包覆于石墨表面,通過(guò)電化學(xué)測(cè)試表明：復(fù)合材料的首次充放電可逆容量為350.1 mAh·g-1,充放電效率為90.6%,且在60 mA·g-1的電流密度下,復(fù)合材料第50次循環(huán)的可逆容量比石墨原料提高了30mAh·g-1。
【關(guān)鍵詞】：鋰離子電池 人造石墨 瀝青 木質(zhì)素 碳包覆
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM912
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 文獻(xiàn)綜述14-32
• 1.1 引言14-15
• 1.2 鋰離子電池簡(jiǎn)介15-18
• 1.2.1 鋰離子電池的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 鋰離子電池的組成16-17
• 1.2.3 鋰離子電池的工作原理17-18
• 1.3 鋰離子電池負(fù)極材料18-23
• 1.3.1 碳負(fù)極材料19-21
• 1.3.2 非碳負(fù)極材料21-23
• 1.4 石墨材料的性能及研究進(jìn)展23-29
• 1.4.1 石墨材料的儲(chǔ)鋰機(jī)理23-24
• 1.4.2 石墨材料的性能與缺陷24-25
• 1.4.3 石墨材料的改性研究25-29
• 1.5 本論文研究目的及主要內(nèi)容29-32
• 第二章 實(shí)驗(yàn)部分32-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備及試劑32-33
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用儀器32
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑32-33
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法33-38
• 2.2.1 材料的制備方法33-34
• 2.2.2 材料的表征方法34
• 2.2.3 扣式電池的組裝及電化學(xué)性能測(cè)試34-38
• 第三章 瀝青包覆鋰離子電池石墨負(fù)極材料的研究38-54
• 3.1 瀝青碳包覆人造石墨負(fù)極材料的制備方法研究38-42
• 3.1.1 有機(jī)溶劑的選擇38-39
• 3.1.2 瀝青、有機(jī)溶劑、石墨的配比39
• 3.1.3 包覆材料的粉碎和碳化流程39-42
• 3.2 不同含量的瀝青對(duì)包覆材料性能的影響42-49
• 3.2.1 不同含量的瀝青對(duì)包覆材料粒徑、比表面積和振實(shí)密度的影響42-44
• 3.2.2 不同含量的瀝青對(duì)包覆材料表面形貌的影響44-45
• 3.2.3 不同含量的瀝青對(duì)包覆材料結(jié)構(gòu)的影響45-46
• 3.2.4 不同含量的瀝青對(duì)包覆材料電化學(xué)性能的影響46-49
• 3.3 瀝青包覆石墨材料的鋰化49-52
• 3.3.1 材料的制備49-50
• 3.3.2 材料的物理性能測(cè)試50
• 3.3.3 材料的形貌表征50-51
• 3.3.4 材料的電化學(xué)性能測(cè)試51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第四章 木質(zhì)素包覆鋰離子電池石墨負(fù)極材料的研究54-74
• 4.1 木質(zhì)素碳包覆人造石墨的制備方法研究54-60
• 4.1.1 木質(zhì)素在有機(jī)體系中包覆石墨54-55
• 4.1.2 木質(zhì)素在水相體系中包覆石墨55-56
• 4.1.3 木質(zhì)素在水相體系中包覆微氧化石墨56-57
• 4.1.4 三種方法制備的包覆材料對(duì)比57-60
• 4.2 木質(zhì)素分子量大小對(duì)包覆石墨材料性能的影響60-64
• 4.2.1 木質(zhì)素分子量對(duì)包覆材料物理性能的影響60-62
• 4.2.2 木質(zhì)素分子量對(duì)包覆材料電化學(xué)性能的影響62-64
• 4.3 熱處理后的木質(zhì)素對(duì)包覆石墨材料性能的影響64-71
• 4.3.1 秸稈木質(zhì)素的熱失重分析64-65
• 4.3.2 秸稈木質(zhì)素的熱處理65-66
• 4.3.3 熱處理后的秸稈木質(zhì)素對(duì)包覆石墨性能的影響66-71
• 4.4 本章小結(jié)71-74
• 第五章 結(jié)論74-76
• 5.1 論文結(jié)論74
• 5.2 課題創(chuàng)新點(diǎn)74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82-84
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介86-87
• 附件87-88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1004569