炭化過程中加磁溫度及生焦微粒對針狀焦結構與性能的影響.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、耐熱沖擊性好及強度高等優(yōu)點，是制造高功率和超高功率石墨電極的重要原材料，在超級電容器和高能二次電池的研究制造方面，也有良好的應用前景。我國針狀焦技術開發(fā)起步較晚，國產(chǎn)針狀焦與進口針狀焦尚有一定差距，由于國外技術壟斷，導致價格受制于人，所以加快針狀焦生產(chǎn)技術研究有利于扭轉國內外針狀焦市場局勢，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構特征，采用紅外光譜分析(m)、循環(huán)伏安法(CV)、電化學阻抗譜(EIS)等方法分析針狀焦的化學組成與電化學性能，研究加磁溫度和生焦微粒對針狀焦結構與性能的影響，結果表明：
　　 (1)在不同溫度下加磁制備的針狀焦，其

3、微觀形貌與樣品結構有不同程度的差異；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構排列致密，結晶程度最高，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，儲電性能最強，電化學阻抗譜更接近理想狀態(tài)的電容特征，并且電

4、極的電化學活性高，內阻較小，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層狀結構的生成，同時也會阻礙中間相小球體的形成與融并，導致針狀纖維結構連續(xù)性不強，并容易產(chǎn)生微晶碎片，降低針狀焦的結晶度和石墨化度。
　　 (4)在原料瀝青中加入少量生焦微粒有利于增強電解液在針狀焦電極內的滲透，促進電荷的移動和傳輸，提升針狀焦電極電容量并降低其內阻；當生焦含