碳質(zhì)中間相結(jié)構(gòu)的形成及其相關(guān)材料的應(yīng)用研究.pdf

1、碳質(zhì)中間相是一類(lèi)重要的炭材料前驅(qū)體，其結(jié)構(gòu)和后處理?xiàng)l件決定了形成的中間相炭材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。而中間相炭材料的結(jié)構(gòu)則聯(lián)系著它的幾乎所有性質(zhì)，是影響其具體性能和最終應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。因此，控制碳質(zhì)中間相形成的結(jié)構(gòu)和碳質(zhì)中間相后處理過(guò)程中的結(jié)構(gòu)發(fā)展具有十分重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 為有效地控制碳質(zhì)中間相結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展，首先需要弄清碳質(zhì)中間相的形成發(fā)展過(guò)程。為此，本論文系統(tǒng)地研究了均相成核和非均相成核碳質(zhì)中間相的形成和發(fā)展過(guò)程，通過(guò)關(guān)注

2、碳質(zhì)中間相球體形成和長(zhǎng)大過(guò)程中的小碳質(zhì)顆粒物質(zhì)，提出了碳質(zhì)中間相形成和發(fā)展的“顆?；締卧獦?gòu)筑理論”(BGBU理論)，利用該理論可以預(yù)測(cè)典型結(jié)構(gòu)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)中間相球體的形成、固體顆粒在碳質(zhì)中間相形成過(guò)程的成核和構(gòu)筑作用以及最終形成的中間相炭微球(MCMB)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)分析MCMB氧化燒失后所暴露的球體內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，證實(shí)了BGBU理論所預(yù)測(cè)的由構(gòu)筑單元堆積形成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)不同溫度熱處理的MCMB內(nèi)部結(jié)構(gòu)均存在不同程度的不均勻性，這種不

3、均性是由球體本身的形成方式、后續(xù)熱處理過(guò)程中結(jié)構(gòu)發(fā)展的方向性和石墨化球體表面的少量熱解炭造成的。中低溫?zé)崽幚淼闹虚g相炭材料在電化學(xué)儲(chǔ)鋰過(guò)程中表現(xiàn)出了由BGBU理論所預(yù)測(cè)的三種儲(chǔ)鋰方式，它們充放電特征的不同或變化源于中間相前驅(qū)體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同或熱處理過(guò)程中幾種儲(chǔ)鋰結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化；石墨化MCMB表面由于存在低結(jié)晶度的顆粒，造成了其充放電容量和庫(kù)侖效率較低，而通過(guò)氧化燒失法除去這些顆粒后，MCMB的充放電性能得到了很大的提高。對(duì)KOH活化后MCM