采用熱縮聚法（溫度為420℃、反應時間為2 h）制備出碳納米管/中間相炭微球復合材料。研究了碳納米管添加量對中間相炭微球的形成和形貌的影響,以及對碳納米管/中間相炭微球復合材料充放電性能的影響。實驗結果表明,5%（質量分數(shù)）的碳納米管添加量有利于中間相炭微球的形成,碳納米管/中間相炭微球復合材料作為負極材料的鋰離子電池充放電容量可達到337 mAh/g,20次循環(huán)后容量仍保持88%。 

【文章來源】：功能材料. 2014,45(19)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

不同碳納米管添加量下得到的聚合產(chǎn)物的偏光照片(×100)

詠隙嗟奶寄擅墜芊炊?溝緋氐目贍嬡萘?降低，主要是由于隨著碳納米管含量的增加，碳納米管的團聚現(xiàn)象也比較嚴重，碳納米管和中間相炭微球形成的聚集體增多，生成了大量的SEI膜，脫嵌的有效鋰離子相對降低了，最終導致其充放電容量降低。從圖3可以看出，添加碳納米管的鋰離子電池的首次充放電性能均優(yōu)于無碳納米管添加的鋰離子電池，可見碳納米管的添加優(yōu)化了鋰離子電池的首次充放電性能。此外，添加5%(質量分數(shù))碳納米管的鋰離子電池的性能明顯好于其它3組，首次放電容量達到了479mAh/g，首次充電容量達到337mAh/g。圖2含不同碳納米管添加量MCMB的SEM照片F(xiàn)ig2SEMimagesofMCMBwithaddingdifferentCNTscontent圖3碳納米管/中間相炭微球復合材料制作鋰離子電池的首次充放電曲線Fig3ThefirstchargeanddischargecurvesoftheLi-ionbatteryusingCNT/MCMBcompositeasanodematerials3．4循環(huán)曲線圖圖4為不同碳納米管添加量鋰離子電池電化學測試的循環(huán)曲線圖。圖4(a)-(d)分別為添加0，1%，5%和10%(質量分數(shù))碳納米管的中間相炭微球/碳納米管復合材料鋰離子電池的循環(huán)曲線。圖4為碳納米管/中間相炭微球復合材料制作鋰離子電池的循環(huán)曲線圖。由圖4可知，未添加碳納米管的鋰離子電池最高的可逆電容量達到282mAh/g;而添加5%(質量分數(shù))碳納米管的鋰離子電池，其可逆容量達到337mAh/g，從第3次循環(huán)開始始終保持著高且比較穩(wěn)定的充放電容量，經(jīng)20次循環(huán)后，可逆容量為298mAh/g，仍保持88%的容量。從圖4中看出初始容量較高，而隨著循環(huán)次數(shù)增加其容量降低，主要是由于初始電極材料中尚未形成較多的SEI膜和死鋰，隨著電極材料的多次使用，形成的SEI膜和死鋰增加，導致其充放電容量降低。實驗結果表明，添加碳納米管的鋰離子電池的充放電容量均優(yōu)于

容量為142mAh/g，隨著碳納米管添加量的增加，電池的可逆容量增加較快，但是也隨之產(chǎn)生了死鋰，不可逆容量也增大。從圖3(d)可知，添加10%(質量分數(shù))碳納米管的鋰離子電池首次放電容量為417mAh/g，首次充電容量為327mAh/g，其首次不可逆容量為89mAh/g，添加較多的碳納米管反而使電池的可逆容量降低，主要是由于隨著碳納米管含量的增加，碳納米管的團聚現(xiàn)象也比較嚴重，碳納米管和中間相炭微球形成的聚集體增多，生成了大量的SEI膜，脫嵌的有效鋰離子相對降低了，最終導致其充放電容量降低。從圖3可以看出，添加碳納米管的鋰離子電池的首次充放電性能均優(yōu)于無碳納米管添加的鋰離子電池，可見碳納米管的添加優(yōu)化了鋰離子電池的首次充放電性能。此外，添加5%(質量分數(shù))碳納米管的鋰離子電池的性能明顯好于其它3組，首次放電容量達到了479mAh/g，首次充電容量達到337mAh/g。圖2含不同碳納米管添加量MCMB的SEM照片F(xiàn)ig2SEMimagesofMCMBwithaddingdifferentCNTscontent圖3碳納米管/中間相炭微球復合材料制作鋰離子電池的首次充放電曲線Fig3ThefirstchargeanddischargecurvesoftheLi-ionbatteryusingCNT/MCMBcompositeasanodematerials3．4循環(huán)曲線圖圖4為不同碳納米管添加量鋰離子電池電化學測試的循環(huán)曲線圖。圖4(a)-(d)分別為添加0，1%，5%和10%(質量分數(shù))碳納米管的中間相炭微球/碳納米管復合材料鋰離子電池的循環(huán)曲線。圖4為碳納米管/中間相炭微球復合材料制作鋰離子電池的循環(huán)曲線圖。由圖4可知，未添加碳納米管的鋰離子電池最高的可逆電容量達到282mAh/g;而添加5%(質量分數(shù))碳納米管的鋰離子電池，其可逆容量達到337mAh/g，從第3次循環(huán)開始始終保持著高且比較穩(wěn)定的充放電容量，經(jīng)20次循環(huán)后，可逆容量為298mAh/g，仍保持88%的容

【參考文獻】：
期刊論文
[1]原生QI成核中間相炭微球的結構[J]. 王成揚,姜卉,李鵬,鄭嘉明.  新型炭材料. 2000(04)



本文編號：3114201