探究沥青包覆人造石墨用作锂离子电池负极材料的研究

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1、天津大学硕士学位论文沥青包覆人造石墨用作锂离子电池负极材料的研究姓名：施啸奔申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王成扬20090501中文摘要负极材料是锂离子电池实现小型化、高容量化的关键。目前，商品化锂离子电池的负极材料多为炭材料，其中，人造石墨的使用虽然是主流之一，但人造石墨与电解液的相容性差、炭负极上发生有机溶剂的不可逆分解都会对电极行为产生负面影响，使石墨层发生膨胀和收缩，导致其剥落，从而降低循环效率。为了改善人造石墨这些缺限，本实验以人造石墨作为原料，对其进行表面改性处理，主要采用化学和物理的方法进行包覆处理，并对制备得到的复合材料进行电化学性能

2、的研究。实验以煤沥青为包覆材料，采用热缩聚法对人造石墨进行包覆改性，通过SEM、XRD和电化学等测试确定，在反应时间为4h，410℃条件下得到的复合材料效果较好，首次充放电效率为79．9％，放电容量为285．8mAh·g-1。另外，以水性中间相沥青为包覆材料，在水相环境中，通过加热搅拌、蒸干的方法，在人造石墨表面包覆上一层水性中间相沥青。通过SEM方法证明，此方法切实可行。对包覆完的复合材料进行了电化学测试，发现水性中间相沥青和人造石墨质量比为1：5时，得到的复合材料的电化学性能最佳，效率提高到88．7％，放电容量达到了345．7mAh·f1。关键词：锂离子二次

3、电池、负极材料、人造石墨、表面改性ABSRTACTTheanodematerialwasthekeythatlithiumionbatteryrealizesminiaturizationandhigh-capacity．Atpresent，themostcommonlyusedmaterialsforcommercializedlithiumionbatterywerecarbonmaterials，theartificialgraphitewasoneofthemainstreams．But，therewerestillsomeproblemsaboutth

4、eartificialgraphite，forexample，thebadcompatibilitywiththeelectrolyteandtheorganicsolventirreversibledecompositionontheanodecouldhavenegativeinfluenceontheelectrodebehavior,thusinducetheartificialgraphitetoinflateandshrinkwhichcauseittOflake，allofthesewouldcutthecycleefficiency．Inorde

5、rtOimprovethesedeficiencies，theartificialgraphitewasmodifiedbythewayofthephysicalcompositedandchemicalcomposited，andresearchedtheelectrochemicalperformanceofthecompositedgraphite．·ThemothodofthechemicaldepositioncoatingwithcoalpitchWasusedtOimprovetheartificialgraphite．Theresultwhich

6、usedbythemothodsofscanningelectronmicroscope(SEM)，X—raydiffiaction(XRD)andconstantcharge—dischargewasthattheconditionis410"C，4h，thereversiblycapacitykeptabove285．8mAh·百1，andthecoulombicefficiencyreached79．9％inthefirstcycle．Inaddition，intheaqueousenvironment,aqua—mesophasepitch(AMP)，a

7、sthematerial，coatedtheartificialgraphitebythewayofmixingaswellasheating，thendrying．TheSEMwasadoptedtoprovethatthismethodwasfeasible．Theresultsofcoatedcompositematerials’electrochemicaltesting，showedthatwhentheAMPandartificialgraphitemassratiowas1：5，theobtainedelectrochemicalpropertie

8、swasbest,the