球形天然石墨的改性及性能研究.pdf

1、層狀結(jié)構(gòu)的石墨因具有優(yōu)秀的嵌鋰能力，良好的循環(huán)及安全性能，一直占據(jù)鋰離子電池負(fù)極材料的主導(dǎo)地位。天然石墨因價格低廉，正逐步取代人造石墨，但天然石墨表面粗糙，含有大量高活性碳原子，充放電過程中，易形成SEI膜，增加首次不可逆容量，降低首次庫倫效率，天然石墨層間易發(fā)生溶劑共嵌入導(dǎo)致石墨結(jié)構(gòu)退化，循環(huán)壽命急劇下降。需對天然石墨改性，提高電化學(xué)性能。本文采用無定形碳包覆、空氣氧化及摻雜三種方法對球形天然石墨進行改性，并采用XRD、SEM、TEM

2、、Raman、BET、充放電曲線及EIS等分析測試手段，研究了不同的改性方法及改性工藝條件對球形天然石墨的影響。主要結(jié)論如下:
　　(1)采用液相浸漬-碳化工藝制備酚醛樹脂碳包覆球形天然石墨，在已有的包覆工藝基礎(chǔ)上，改進包覆工藝，添加環(huán)己醇并進行二次包覆改性后的樣品表面均勻光滑程度提高，比表面積較小，提高了與溶劑的相容性，電化學(xué)性能得到明顯提高。當(dāng)包覆量為7％并進行1000℃碳化后的石墨，比表面積由6.934m2/g提高到10.8

3、77m2/g，首次不可逆容量由98.0mAh/g減小至37.3mAh/g，0.2C循環(huán)50次后容量保持率為98％以上。
　　(2)采用空氣對球形天然石墨進行氧化改性，氧化后石墨的比表面積降低，降低球形天然石墨表面的缺陷，提高石墨結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使電化學(xué)性能得到提高。最佳的氧化工藝是:550℃溫度下氧化時間7h，首次不可逆容量由98.0mAh/g減小至57mAh/g;0.2C循環(huán)30次，后容量保持率為90.1％。
　　(3)采用