石墨化炉热处理对针状焦的结构和电化学性能有重要的影响

石墨化炉热处理对针状焦的结构和电化学性能有重要的影响

  对于针状焦的研究主要集中在对针状焦进行热处理或石墨化炉石墨化处理，酚醛树脂对针状焦表面包覆处理， 针状焦二次成型，以及将针状焦与其他材料如 Si 复合处理，以提高针状焦的电化学性能。

针状焦作为一种易石墨化炉石墨化的软炭，具有生产成本低、开发前景好的优点，受到国内外锂离子电池行业的重视。针状焦还具有良好的石墨微晶结构，针状的纹理走向，良好的导电性， 还能通过石墨化炉热处理获得较高的石墨化度。此外，针状焦可以通过表面化学改性处理获得优质的炭基负极材料。本文通过热处理、两亲性炭材料(ACM)包覆与氢气还原相结合对针状焦材料进行了表面改性处理，进而优化了针状焦电极材料的电化学性能。

石墨化炉热处理对针状焦的结构和电化学性能有重要的影响。经过 750～ 2 200 ℃ 的石墨化炉热处理的针状焦，随着炭化温度的升高， 针状焦的石墨化炉石墨化度增加，储锂容量先减小后增大，首次库仑效率逐渐增加。NC900 的首次充放电比容量分别为 350.7 和89.91％ ，说明电流密度增大，容量衰减幅度较小；电流密度循环 100 次后的比容量为 231.10 mAh/g， 容量保持率为98.00％ 。综合考虑，NC900 具有较为稳定的电化学性能；

       通过对针状焦在 750～2 200 ℃进行炭化处理，并将针状焦生焦进行沥青基两亲性炭材料(ACM)包覆，900℃炭化后继续用氢气对其还原处理，从而对针状焦材料的电化学性能进行了优化。利用扫描电子显微镜 (SEM)、X 射线衍射(XRD)和恒流充放电等方法对热处理及炭包覆还原处理的针状焦进行表面分析以及结构研究。实验结果表明：900 ℃炭化的石墨化炉石墨化的针状焦具有较好的电化学性能，对其进行炭包覆以及氢气还原处理以后，石墨化炉石墨化的针状焦基锂离子电池负极材料的首次库仑效率、倍率性能和循环性能均得到了一定的提高。