锂盐电解质对中间相石墨微球电化学性能的影响

中间相就是稠环芳烃化合物在液相炭化过程中所形成的一种向列液晶结构 ,在中间相转化的初期由于表面张力的作用而呈球形 ,将其用适当的方法从母液中分离出来即是中间相炭微球 (ＭｅｓｏｃａｒｂｏｎＭｉｃｒｏｂｅａｄｓ简称ＭＣＭＢ) .本文将含有一定量原生喹啉不溶物的煤沥青基中间相炭微球 ,在 2 80 0℃条件下进行高温石墨化 ,表征了试样的微观结构 ,考察电解液组成对其用作锂离子电池负极材料时电化学性能的影响 .1　实验部分以精制煤焦油沥青为原料 ,在一定的工艺条件下制得含有部分原生喹啉不溶物的煤沥青中间相炭微球 ,将其放入中频…     

中间相炭-天然石墨球复合材料的制备及电化学性能

以煤焦油为原料在天然石墨球表面包覆一层中间相炭制备复合炭材料,研究中间相炭、天然石墨球和复合炭材料作为锂离子二次电池炭负极材料的电化学性能,并考察不同温度热处理得到的复合炭材料的电化学性能。研究结果表明：复合炭材料同时具有中间相炭及天然石墨球的优点;随着热处理温度的升高,复合炭材料的充放电容量有所降低,于700℃处理2 h的性能最佳,首次充电容量达378 mA.h/g,首次充放电效率为91.3%。复合炭材料在Li/C扣式电池中的循环性能得到提高,50个循环后容量保持率为96%。     

中间相炭微球的结构对其电化学性能的影响

为了研究不同结构的炭微球对其电化学性能的影响,用聚合法以煤焦油为原料在添加和不添加炭黑的条件下制备中间相炭微球,用高倍扫描电镜观察了它们的形貌和结构,并且研究了它们作为锂离子电池炭负极材料的电化学性能.研究结果表明,在不添加炭黑的条件下得到"地球仪"型结构;对于这种结构的中间相炭微球,锂离子容易脱嵌,首次放电容量可达298.0mA·h·g-1,不可逆容量达48.5mA·h·g-1,但循环寿命短;而添加炭黑时得到层状混合结构,这种结构的中间相炭微球首次放电容量较小,为288mA·h·g-1,不可逆容量相对较大,为81.3mA·h·g-1,但衰减慢,循环寿命长.     

石油沥青基中间相炭微球用作锂离子电池负电极时的充、放电性能与微观机制

将石油沥青基中间相炭微球（P-MCMB）进行热处理，采用XRD表征了经不同热处理温度（HTTmax)处理过程的P-MCMB试样的微观结构，运用恒电流充、放电法，粉末微电极循环伏安法，考察了HTTmax对P-MCMB试样充放电性能的影响，讨论了试样电化学性能与微观结构间的关系。     

SiC掺杂对中间相碳微球组织的影响

以Tween 80为分散剂,分别以丙烯酰胺和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为单体和交联剂,采用凝胶注模工艺,经过1000℃的埋碳烧结工艺,分别制备了掺杂SiC的中间相碳微球凝胶注模素坯和烧结体.研究SiC加入量对素坯和烧结体的影响.结果发现,当加入w(SiC)达到15%时,SiC具有明显的催化石墨化的效果.     

石墨化中间相炭微球表面镀银的电化学性能

采用化学镀的方法在中间相炭微球的表面镀覆金属银,通过扫描电镜分析镀银后炭微球的表面形貌,利用X射线衍射对试样进行物相分析.将镀银的中间相炭微球用作锂离子电池负极材料,测试其电化学性能.研究结果表明:金属银镀覆在中间相炭微球的表面,随着镀银含量的增加,镀银中间相炭微球的首次放电容量升高,银含量16.5%的中间相炭微球的首次放电容量升高12.6mA·h/g;在湿度为25%的气氛中搁置12h后,未镀银的炭微球的放电容量降低16.3mA·h/g,循环稳定性变弱,20次循环后容量保持率为74.6%,而镀银量为16.5%炭微球的首次放电容量只降低6.1mA·h/g,并且循环稳定性强,20次循环后容量保持率为95.8%,说明镀银后中间相炭微球在潮湿条件下的电化学性能得到改善.     

热处理时间对锂离子电池阳极用中间相炭微球充放电性能的影响

利用小角X射线散射（SAXS）及恒电流方法对不同时间热处理的中间相炭微球（MCMBs)的微观物理结构及充放电性能进行了研究。结果表明，随着热处理时间的延长，MCMBs内部的微孔孔径分布先变宽而后变窄，最可几孔径先增加尔后逐渐减小。随着热处理时间的延长MCMBs的首次充电可逆容量和库伦效率逐渐减小，而首次不可逆容量逐渐增加，MCMBs内部的微孔起到了储存锂离子的作用。     

中间相炭微球的粒径对其结构和性能的影响

采用X射线衍射、粒径分析、扫描电子显微镜、BET比表面积分析及电化学方法研究了粒径对中间相炭微球结构和性能的影响.研究结果表明:随着粒径的增加,中间相炭微球的堆积密度增大,比表面积减小;中间相炭微球电极的充电容量和不可逆容量减小,可逆容量与首次充放电效率增加;以中间相炭微球为负极制成063448型锂离子电池的放电容量随着中间相炭微球平均粒径的增大而增加,不可逆容量减少;以平均粒径为19.09μm的中间相炭微球为负极制成的电池放电容量为838 mA·h,首次充放电效率为87.29%,循环100次后的容量保持率为92.4%.     

煤沥青改性中间相炭微球制备高密高强石墨的研究

为解决低粘结组分中间相炭微球(MCMB)自烧结性较差的问题,采用热分析和扫描电镜等表征方法,研究了煤沥青种类对改性MCMB粉体烧结性能及其所制备的石墨材料性能的影响.结果表明,采用溶液混合法可在MCMB粉体(D50=23μm)表面均匀包覆一层煤沥青,并显著提高了低粘结组分MCMB粉体的烧结性能.以改性MCMB粉体为原料经等静压成型、焙烧和石墨化处理所制备的石墨材料均匀致密,抗折强度明显高于以未经改性处理的MCMB粉体为原料制备的石墨材料(22MPa),并按改性用高温沥青、改质沥青和中温沥青的顺序依次升高,分别为27.7 MPa、42.7 MPa和56.9 MPa.     

中间相碳微球的制备与性能

以高温煤沥青为原材料,研究了用热缩聚法和硅油一煤沥青悬浮液法制备中间相碳微球．采用扫描电镜、偏光显微镜和粒度分析仪等表征手段对其进行表征分析．控制反应条件在380℃,5h,660r／min,1．0MPa,选用甲苯作为分离溶剂．研究结果表明,采用硅油作为热分散介质可使煤沥青的聚合反应在乳液中进行;所制备的MCMB的形貌更好,粒度分布更加均匀．     

中间相碳微球凝胶注模浆料流变性能的研究

以Tween 80为分散剂,制备中间相碳微球(MCMB)凝胶注模浆料.实验结果表明,浆料的流变性能随着固含量的增加,在不同分散剂量的条件下,均存在着相同的固含量临界点,此时浆料的流变性能突然下降;在固含量不变的条件下,随着分散剂Tween 80加入量的增加,浆料的流变性能越来越好,相对每一固含量,浆料的流变性能均存在一个合适的分散剂加入量;真空搅拌获得的浆料的流变性能优于非真空搅拌浆料,每一分散剂量,还对应另一个固含量临界点,超过此临界点,不适宜于用作凝胶注模浆料.分析了流变性变化的原因.     

热处理时间对锂离子电池阳极用中间相炭微球充放电性能的影响

利用小角X射线散射 (SAXS)及恒电流方法对不同时间热处理的中间相炭微球 (MCMBs)的微观物理结构及充放电性能进行了研究。结果表明 ,随着热处理时间的延长 ,MCMBs内部的微孔孔径分布先变宽而后变窄 ,最可几孔径先增加尔后逐渐减小。随着热处理时间的延长MCMBs的首次充放电可逆容量和库伦效率逐渐减小 ,而首次不可逆容量逐渐增加 ,MCMBs内部的微孔起到了储存锂离子的作用     

非均相体系中二茂铁对中间相碳微球形成的影响及机理分析

在QI含量较高的煤焦油沥青中加入一定量的二茂铁,在420℃下反应7h,得到了具有反Brooks-Taylor结构的中间相碳微球(MCMB)．X-射线衍射(XRD)分析结果表明,二茂铁的加入促进了热缩聚反应,使微晶的堆层厚度及堆积层数增加．通过扫描电镜(SEM)对中间相碳微球的形貌观察及结构分析,提出了在非均相体系中中间相碳微球的成核及长大机理．认为中间相碳微球的长大要经过一层固体颗拉形成的屏障．     

硬炭微球的制备及其储锂性能研究

以二乙烯基苯(DVB)为交联剂、偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模版剂,通过自组装,制备聚苯乙烯微球。经过氧化和高温炭化转换成硬炭微球。考察了硬炭微球作为锂离子负极材料的电化学性能。结果表明硬炭微球的首次放电比容量为505 mA·h/g,40次循环后保持在304 mA·h/g。     

非水相液体传输的耦合动力学模型及数值解

基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学原理,建立了非水相液体在地下环境系统中传输过程的多组分多相流耦合数学模型,对多相流渗流场模型和污染物传输浓度场模型分别采用了IMPES和特征有限差分方法进行数值离散,模型中充分考虑了污染物在地下环境体系中扩散、吸附解吸、界面间分配以及微生物降解等化学反应以及气相作用,并以苯在土壤中传输的浓度分布为例,验证了模型的可靠性。该数值模型较以往数值模型相比．可有效地克服在数值解过程中的弥散和振荡,对于石油工程领域中油气藏多相流数值模拟奠定基础。     

电压区间对LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/MCMB全电池性能的影响

以LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）为正极、中间相碳微球（MCMB）为负极构建锂离子全电池,研究了充放电电压区间对NCM811/MCMB全电池电化学性能的影响。研究结果表明：以4.3 V为充电截止电压,降低放电截止电压可提高全电池的容量,但高放电截止电压下全电池的循环性能更加稳定;在2.8~4.3 V电压区间下,NCM811/MCMB全电池不但具有高的比容量,同时还具有良好的循环性能和充放电可逆性。     

反相微乳液法非水相ZrO2陶瓷墨水的制备与性能

非水反相微乳液体系陶瓷墨水可以在成型后快速干燥,有利于获得均匀、致密堆积的陶瓷坯体,但非水微乳液体系较水性微乳液体系复杂,制备难度大.采用脂肪醇聚氧乙烯九醚(AEO9)/正丁醇/正辛烷/乙醇体系,研究体系的组成设计,绘制不同组分配比和不同温度时的体系拟三元相图,最佳组成的质量分数为AEO9∶正丁醇∶正辛烷=29.1∶19.4∶51.5,温度控制在30℃为宜.制备了ZrOCl2·8H2O和NH3·H2O两种非水微乳液,将二者搅拌混合,反应制得ZrO2陶瓷墨水.从喷射打印成型的技术要求出发,考察了陶瓷墨水的物理化学性能及变化规律.结果表明,陶瓷墨水透明稳定,质量浓度达1.4%,粒度20nm左右,高度分散,表面张力、粘度等指标均满足间歇式喷墨打印机的技术要求,仅电导率与连续式喷墨打印机的技术要求存在一定差距.     

中间相沥青基介孔炭的表征及其用作锂离子电池负极材料的电化学性能

以中间相沥青为碳源、CaCO_3为模板,制备中间相沥青基介孔炭(MPMC)。采用XRD、SEM、TEM等手段表征所制介孔炭的结构和形貌,并将其用作锂离子电池的负极材料,测试电化学性能。结果表明,所制MPMC具有丰富的介孔结构和较大的比表面积及孔体积,随着CaCO_3质量分数的增加,MPMC的比表面积和孔体积先增加后减小,当CaCO_3的质量分数为70%时,所制MPMC的比表面积和孔体积最大;MPMC用作锂离子电池负极材料具有良好的电化学性能,能有效提高锂离子电池的可逆比容量,具有良好的循环稳定性和倍率性能。     

石墨相氮化碳表面包覆改善锂离子电池正极材料LiCoO2电化学性能的研究

通过简单的固相法和液相法,分别制备出石墨相氮化碳（g-C₃N₄）表面改性的商品化LiCoO₂复合材料,采用扫描电子显微镜观察改性后的材料,发现g-C₃N₄都均匀地包裹在LiCoO₂表面。两种g-C₃N₄-LiCoO₂复合材料被用作锂离子电池的正极材料,电化学测试结果显示,固相法制得的g-C₃N₄-LiCoO₂复合材料在0.2 C的倍率下充放电测试,首次比容量达167 mA·h·g^-1,循环80次后,比容量仍达132 mA·h·g^-1,高于未经g-C₃N₄包裹的纯LiCoO₂（98 mA·h·g^-1）;液相法制得的Y-C₃N₄-LiCoO₂复合材料循环稳定性明显优于同类材料,循环80次后容量保持率均在95%以上。试验证实,g-C₃N₄表面改性的策略具有一定的实用价值,改性后,材料优异的电化学性能归因于g-C₃N₄的包裹处理,这不仅增强了固体电解质界面（SEI）的稳定性,也抑制了锂离子嵌入/脱出电极材料时引起LiCoO₂体积的变化。