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1、2002年第1期CARBONTECHNIQUES2002l1总第118期炭素技术SUM118中间相沥青炭微球及其在锂离子二次电池方面的应用宋怀河,陈晓红,章颂云,高燕(北京化工大学材料与工程学院,北京100029)摘要:中间相沥青炭微球是一种特殊形态的炭材料前驱体,在众多领域有着广泛的应用。本文介绍了中间相沥青炭微球的制备、结构及性质,在此基础上重点综述了近年来中间相沥青炭微球在高性能锂离子二次电池电极材料方面的应用进展,并指出今后的研究方向。关键词:中间相沥青炭微球;锂离子二次电池;制备;结构;性质中图分类号:
2、TM911.15文献标识码:A文章编号:1001-3741(2002)01-0028-06MESOCARBONMICROBEADSANDITSAPPLICATIONONTHENEGATIVEELECTRODEFORLITHIUMIONBATTERIESSONGHua-ihe,CHENXiao-hong,ZHANGSong-yun,GAOYan(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing1
3、00029,China)Abstract:Mesocarbonmicrobeads(MCMB)aregoodprecursorsformanycarbonmaterials,suchasisotropiccarbonwithhighdensityandhighstrength,activatedcarbonwithsuper-highspecificsurfacearea,packingmaterialsforhighperformanceliquidchromatographyandcatalystsuppor
4、t.Inthispaperthepreparationandthestructureandtheprop-ertiesofMCMBarepresented,andtheresearchprogressandtheprospectarereviewedintermsoftheuseofMCMBinthenegativeelectrodeforlithiumionbatteries.Keywords:Mesocarbonmicrobeadsfrommesophasepitch;lithiumionbatteries;
5、preparation;structure;property中间相沥青炭微球(MesocarbonMicrobeads,组装生成的直径为5~100Lm的光学各向异性球MCMB)是沥青类有机化合物如石油渣油和煤焦状聚集体MCMB。它是沥青类有机化合物(液态)油沥青在中温(350~550e)惰性气氛中进行热向固体炭过渡时的中间液晶状态,故被称作炭质处理时,经过热解,脱氢和缩聚等一系列化学反应中间相或炭质液晶。微球在进一步热处理时逐渐逐步形成的分子量大、平面度较高、热力学稳定的长大融并成为沥青整体中间相,它作为高性能中
6、缩合稠环芳烃,在表面张力的作用下定向排列自间相沥青基炭纤维和高级粘结剂的原料已获得广基金项目:北京市科技新星计划(954811400)和教育部骨干教师计划(JG2000-12)资助项目作者简介:宋怀河男1967年6月生,博士,研究员,自1990年起一直从事沥青基新型炭材料的研究与开发工作,承担国家自然科学基金及其他省部级项目多项,发表论文50余篇,申报发明专利2项。收稿日期:2001-07-22编辑张勇第1期宋怀河中间相沥青炭微球及其在锂离子二次电池方面的应用#29#泛研究和应用,目前,美国、日本等国均已实现工在
7、芳烃原料确定以后,热缩聚工艺条件对中业化规模生产。间相小球的生成和发展起着决定性的作用,它们随着研究的深入,人们逐渐发现中间相小球主要包括热缩聚温度、停留时间、升温速率、压力、本身也是一种优质炭材料前驱体,尤其是中间相惰性气体流量、搅拌速度等。温度和时间是影响[1]中间相球体成核和生长速率的两个最重要的因小球的球形层状结构赋予其众多独特的性质。MCMB除了可作为高密高强炭材料原料外,还可素。高温加热,中间相形成速度加快,有助于较短作为高性能液相色谱柱填料、催化剂载体、超高比时间内得到中间相,但球数多而个头小;反之
8、,在表面积活性炭等使用。尤其令人关注的是中间相较低温度下加热时,则在较长时间内可以得到尺沥青炭微球用于锂离子二次电池的电极材料方面寸较大的球。温度和时间对中间相的发展有某种[6]显示出极为优异的性能,引起世界范围内的竞相互补的影响作用,但低温长时间和高温短时间研究和开发。研究认为,这种中间相炭微球的应炭化所形成的中间相的织构和性质并不一样。前[2,3]用面远远超过了中间相
