馬鈴薯淀粉基炭微球的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、近年來人們對(duì)鋰離子電池的需求不斷加大，對(duì)其性能有了更高的要求，綠色安全、高容量的負(fù)極材料成為了研究熱點(diǎn)。隨著化石能源日益枯竭、環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，尋找新型的清潔可再生資源迫在眉睫。淀粉作為一種碳質(zhì)前驅(qū)體材料，產(chǎn)量豐富、綠色環(huán)保、生物可降解、經(jīng)濟(jì)適用，而馬鈴薯淀粉具有天然球形形貌，制備炭微球時(shí)不需要球形化，簡化了炭微球的制備工藝，還可以降低生產(chǎn)成本。
　　本課題以馬鈴薯淀粉為原料，分別以鐵粉與炭黑為添加劑，通過穩(wěn)定化處理使淀粉分子進(jìn)一

2、步交聯(lián)，后續(xù)進(jìn)行高溫炭化制得了高分散的馬鈴薯淀粉基炭微球，對(duì)其形貌與結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析，并研究了其用作鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能。
　　制備炭微球的過程中，鐵粉通過物理分散作用，將淀粉顆粒相互隔開，使其受熱均勻，加快淀粉受熱脫水、縮聚交聯(lián)進(jìn)程，縮短了穩(wěn)定化時(shí)間。鐵粉與淀粉比例為100％時(shí)，穩(wěn)定化6h制得球形度良好的炭微球，其比表面積為274m2/g，孔容為0.15c m3/g。用作鋰離子電池負(fù)極材料表現(xiàn)出優(yōu)良的倍率性能與循環(huán)性能

3、，在50mA/g的電流密度下循環(huán)50次后比容量為298mAh/g。
　　添加炭黑制備出了具有優(yōu)異球形形貌的高分散炭微球。炭黑一方面促進(jìn)淀粉的穩(wěn)定化進(jìn)程，另一方面可以增加炭微球負(fù)極材料的導(dǎo)電性，提高其比容量。測試結(jié)果表明炭黑添加量為1％時(shí)穩(wěn)定化6h制得的炭微球的比表面積為351m2g-1，孔容為0.19cm3/g，在50mA/g下循環(huán)50次后比容量達(dá)到324mAh/g，在2A/g下循環(huán)10次后比容量保持在105mAh/g，表現(xiàn)出優(yōu)良