不同形貌炭微球的制备及其电化学性能-论文.pdf

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1、技‘不同形貌炭微球的制备及其电化学性能张晨，郜皓，冯卓星，王宏斌，刘春玲(陕西师范大学化学化工学院，陕西西安710062)摘要：以2，4_二羟基苯甲酸与甲醛为反应物。F108为表面活性剂，L-赖氨酸为催化剂进行反应。再经碳化、水洗等过程制备了一系列炭微球。透射电子显微镜法(TEM)表明碳化后形成实心炭微球。通过控制水洗温度和水洗时间分别得到中心网格状炭微球和中空炭微球。恒电流充放电测试表明实心微球、中心网格状微球与反应时间分别为36、72h时所合成的空心微球可逆比容量分别是450、865、559、和576mAh／g，经

2、过50次循环后可逆比容量分别为299、492、384和339mAh／g。首次和50次循环后可逆容量的大小按微球的形貌排列均是中心网格状炭微球>空心炭微球>实心炭微球，说明炭微球形貌对材料电化学性能有重要影响。且中心网格状微球性能最佳，比容量均超过石墨理论比容量372mAh／g。关键词：炭微球；锂离子电池；负极材料中图分类号：TM912．9文献标识码：A文章编号：1002—087X(2014)08—1456—03Synthesisandelectrochemicalperformanceofcarbonmicrosphe

3、reswithdifferentshapesZHANGChen，GAOHao，FENGZhuo—xing，WANGHong—bin，L1UChun—ling(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,ShanxiNormalUniversity,Xi'anShanxi710062，Cha】Abstract：Asenesofcarbonmicrosphereswerepreparedbyusing2，4-dihydroxybenzoicacidandformaldehydeasrea

4、ctant，F108assurfant，L-lysineascatalystthroughtheprocessesofcarbonization，rinsingandSOon．TEMshowslhatsolidcarbonmicrosphereiSformedaftercarbonization．Thecentergridandholowcarbonmicrospheresareobtainedbycontrollingtherinsingtemperatureandtime．Solid．gridandhollowca

5、rbonmicrosphereswithreactiontimeof36and72hhavethereversiblecapacitiesof450，865，559and576mAh／gdunngthegalvanostaticdischarge_cha~eexperiments，andretainthecapacitiesof299，492，384and339mAh／gafter50cycles．Thereversiblecapacsequencesofinitialand50thcyclebytheshapeofc

6、arbonmicrospheresarecentergrid>hollow>solidcarbonmicrosphere．TheshapeofcarbonmicrosphereshasagreatinfluenceontheelectrochemicaIperformanceofmaterials．Thegridcarbonmicrospheresshowthebestperformance；anditsspecificcapacityismorethangraphitetheorycapacityof372mAh／g

7、．KeyWOrds：carbonmicrospheres；Li——ionba~edes；anodematerials锂离子电池负极材料是影响电池性能的重要因素，一直料的浸润，因此炭微球作锂离子电池负极材料更具潜力。备受人们关注。石墨类碳材料作为可嵌入式的负极材料，是目炭微球根据形状的不同，可分为实心炭微球、空心炭微前为止唯一已经大规模商业化的锂离子电池负极材料，但受球、中心网格状炭微球、包覆性炭微球等。其中，中空炭微球是其理论比容量低(372mAh／g)，与溶剂相容性差等缺点限制，已一种结合了球型炭微球优异性能并具有自

8、己独特性能的新型不能满足高比能量电池的需求[1]。相比于其它碳材料，炭微球碳材料，与球型炭微球相比，由于密度更低，比表面积更高，独具有堆积密度高、导电性能好的优点，能够制成高密度的碳电特的中空结构，球壳厚度为纳米级，更有利于充放电过程中锂极，其单位嵌锂容量远高于石墨的理论放电容量，如在700℃离子快速输运。因此，中空炭微球作为锂离