石墨化爐熱處理對(duì)針狀焦的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能有重要的影響

  對(duì)于針狀焦的研究主要集中在對(duì)針狀焦進(jìn)行熱處理或石墨化爐石墨化處理，酚醛樹脂對(duì)針狀焦表面包覆處理， 針狀焦二次成型，以及將針狀焦與其他材料如 Si 復(fù)合處理，以提高針狀焦的電化學(xué)性能。

針狀焦作為一種易石墨化爐石墨化的軟炭，具有生產(chǎn)成本低、開發(fā)前景好的優(yōu)點(diǎn)，受到國內(nèi)外鋰離子電池行業(yè)的重視。針狀焦還具有良好的石墨微晶結(jié)構(gòu)，針狀的紋理走向，良好的導(dǎo)電性， 還能通過石墨化爐熱處理獲得較高的石墨化度。此外，針狀焦可以通過表面化學(xué)改性處理獲得優(yōu)質(zhì)的炭基負(fù)極材料。本文通過熱處理、兩親性炭材料(ACM)包覆與氫氣還原相結(jié)合對(duì)針狀焦材料進(jìn)行了表面改性處理，進(jìn)而優(yōu)化了針狀焦電極材料的電化學(xué)性能。

石墨化爐熱處理對(duì)針狀焦的結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能有重要的影響。經(jīng)過 750～ 2 200 ℃ 的石墨化爐熱處理的針狀焦，隨著炭化溫度的升高， 針狀焦的石墨化爐石墨化度增加，儲(chǔ)鋰容量先減小后增大，首次庫侖效率逐漸增加。NC900 的首次充放電比容量分別為 350.7 和89.91％ ，說明電流密度增大，容量衰減幅度較??；電流密度循環(huán) 100 次后的比容量為 231.10 mAh/g， 容量保持率為98.00％ 。綜合考慮，NC900 具有較為穩(wěn)定的電化學(xué)性能；

       通過對(duì)針狀焦在 750～2 200 ℃進(jìn)行炭化處理，并將針狀焦生焦進(jìn)行瀝青基兩親性炭材料(ACM)包覆，900℃炭化后繼續(xù)用氫氣對(duì)其還原處理，從而對(duì)針狀焦材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了優(yōu)化。利用掃描電子顯微鏡 (SEM)、X 射線衍射(XRD)和恒流充放電等方法對(duì)熱處理及炭包覆還原處理的針狀焦進(jìn)行表面分析以及結(jié)構(gòu)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：900 ℃炭化的石墨化爐石墨化的針狀焦具有較好的電化學(xué)性能，對(duì)其進(jìn)行炭包覆以及氫氣還原處理以后，石墨化爐石墨化的針狀焦基鋰離子電池負(fù)極材料的首次庫侖效率、倍率性能和循環(huán)性能均得到了一定的提高。