炭化過程中加磁溫度及生焦微粒對針狀焦結(jié)構(gòu)與性能的影響.pdf

1、針狀焦是一種新型炭材料，它具有電阻率低、熱膨脹系數(shù)小、抗氧化性能強(qiáng)、耐熱沖擊性好及強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，是制造高功率和超高功率石墨電極的重要原材料，在超級(jí)電容器和高能二次電池的研究制造方面，也有良好的應(yīng)用前景。我國針狀焦技術(shù)開發(fā)起步較晚，國產(chǎn)針狀焦與進(jìn)口針狀焦尚有一定差距，由于國外技術(shù)壟斷，導(dǎo)致價(jià)格受制于人，所以加快針狀焦生產(chǎn)技術(shù)研究有利于扭轉(zhuǎn)國內(nèi)外針狀焦市場局勢，并且對我國冶金產(chǎn)業(yè)及重工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。
　　 本論文以除去

2、喹啉不溶物的中溫煤瀝青為原料，通過在不同溫度下對原料體系進(jìn)行磁化及在原料瀝青中加入生焦微粒等方法，經(jīng)熱聚合、高溫煅燒制備針狀焦，采用掃描電鏡(SEM)、偏光顯微鏡、X射線衍射(XRD)等儀器分析針狀焦的微觀形貌與結(jié)構(gòu)特征，采用紅外光譜分析(m)、循環(huán)伏安法(CV)、電化學(xué)阻抗譜(EIS)等方法分析針狀焦的化學(xué)組成與電化學(xué)性能，研究加磁溫度和生焦微粒對針狀焦結(jié)構(gòu)與性能的影響，結(jié)果表明：
　　 (1)在不同溫度下加磁制備的針狀焦，其

3、微觀形貌與樣品結(jié)構(gòu)有不同程度的差異；加磁溫度越接近420℃，磁場對中間相的取向作用越明顯，其中在420℃加磁制備的針狀焦試樣晶體結(jié)構(gòu)排列致密，結(jié)晶程度最高，纖維有序性及取向性最好，并且石墨化度得到大大提升。
　　 (2)磁場作用下制備的針狀焦，用于電極表現(xiàn)出理想的循環(huán)伏安特性，并且具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性和充放電可逆性；在420℃加磁制備的針狀焦，電極電容量和比電容值最大，儲(chǔ)電性能最強(qiáng)，電化學(xué)阻抗譜更接近理想狀態(tài)的電容特征，并且電

4、極的電化學(xué)活性高，內(nèi)阻較小，表現(xiàn)出較好的電容特性和功率特性。
　　 (3)在原料瀝青中添加生焦能夠增大針狀焦微晶層間距，生焦微粒在一定程度上能夠促進(jìn)層狀結(jié)構(gòu)的生成，同時(shí)也會(huì)阻礙中間相小球體的形成與融并，導(dǎo)致針狀纖維結(jié)構(gòu)連續(xù)性不強(qiáng)，并容易產(chǎn)生微晶碎片，降低針狀焦的結(jié)晶度和石墨化度。
　　 (4)在原料瀝青中加入少量生焦微粒有利于增強(qiáng)電解液在針狀焦電極內(nèi)的滲透，促進(jìn)電荷的移動(dòng)和傳輸，提升針狀焦電極電容量并降低其內(nèi)阻；當(dāng)生焦含