添加表面活性剂对中间相炭微球表面形貌和电性能的影响-论文.pdf

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1、2012年第1期CARBONTECHNIQUES2012№1第31卷炭素技术V01．31添加表面活性剂对中间相炭微球表面形貌和电性能的影响张波，刘红光，叶学海，宫毓鹏，沈鹏，董广前，时洁(中海油天津化工研究设计院新材料重点实验室，天津300131)摘要：通过将中温煤沥青在400450℃下进行聚合可以得到中间相炭微球(MCMB)，但由于中温煤沥青中含有喹啉不溶物(QI)，MCMB在生成过程中QI会附着在MCMB表面，造成MCMB表面粗糙，进而影响了MCMB的电化学性能。通过在中温煤沥青中添加表面活性剂可以有效降低MCMB表面能，减少QI的附着，提高

2、MCMB表面光滑度，从而提高了MCMB的电化学性能。关键词：表面活性剂；中间相炭微球(MCMB)；QI；光滑度中图分类号：TQ522．63文献标识码：A文章编号：1001．3741(2012)01．A06—03Efects0fionic-surfactant0nthemorphologyandelectro·chemicalperformance0fmesocarbonmicrobeadsZHANGBo，LIUHong-guang,YEXue-hai，GONGYu-peng，SHENPeng,DONGGuang-qian，SHIJie(KeyLa

3、bofNewMaterials，CNOOCTianjinChemicalResearch&DesignInstitute，Tianjin30013l，China)Abstract：MesocarbonMicrobeads(MCMB)werepreparedfrommediumcoal-tarpitchat400~450℃．However，theQuinoline—Insoluble(QI)contentsincoal-tarpitchwillbeadheredonthesurfaceofMCMBduringthechemicalprocess，w

4、hichwilldeterioratetheelectrochemicalperformanceofMCMBasanodematerialforlithium—ionbatteries．Ionic—surfactantasadditiveincoal-tarpitchcanlowerthesurface-energyofMCMBanddecreasetheadhesionofQI．Therefore，thesmoothnessofsurfaceandelectrochemicalperformanceofMCMBwereimprovedefect

5、ively．Keywords：Ionic—surfactant；MCMB；QI；smoothness中间相炭微球fMesocarbonMicrobeads，MCMB)青为原料所得到的中间相小球产率较高，表明QI为片层结构l1．21，结构中适量sp键的存在使得该材起到抑制中间相长大和融并的作用。但是．原料中料具有超乎寻常的稳定性。从而显示出卓越的长循的QI在MCMB生长过程中会逐渐附着在球体的表环寿命。同时，MCMB为较为理想的球体形状，具有面，造成MCMB的表面粗糙【9J，降低了MCMB的电较高的堆积密度，因此，其体积能量密度较大。另化学性能。本

6、实验通过在煤沥青中添加表面活性外，MCMB的比表面积较小，表面较为光滑，从而减剂，降低了球体表面能，减少了QI在球体表面的附少了在首次充放电过程中副反应的产生【，提高了着，提高了MCMB表面光滑度，有效改善了MCMB首次充放电效率。而MCMB独特的球形片层结构有的电化学性能。利于锂离子从各个方向进行嵌入脱出，解决了锂离子电池负极材料的大倍率充放电问题。因此，MCMB1实验作为一种性能十分优异的锂离子电池负极材料，日益受到人们的重视[~4-6]。MCMB往往以煤沥青或煤焦1．1MCMB的制备油为原料，采用热缩聚法制备[71，再通过洗涤、分离、以QI

7、含量为6．1％的中温煤沥青为原料并添加炭化、石墨化等工艺处理。其中，原料中的喹啉不溶5％的表面活性剂十六烷基苯磺酸钠，升温到450物(QI)对MCMB的形貌、粒径分布以及电化学性能℃，恒温4h。得到的聚合产物加入到150oC的洗油影响较大。Brooks等嗍研究发现以高QI含量的煤沥中洗涤2h后热过滤。过滤产物加入到索氏抽提器中采用甲苯抽提至无色得到生球产物。将生球产物作者简介：张波男1976年生，天津人，博士，研究方向为放人到气氛炉中，在氮气保护气氛下以10℃／min锂离子电池负极材料，E-mail：zhangboboy@163．corn。升温至

8、1000炭化2h，炭化后的样品在2800oC收稿日期：2011-11．03第1期许力不同硼含量的硼掺杂各向同性热解炭制备及微观结构研究·