高性能、低成本的石墨负极材料是近年来锂离子电池研究领域的热点问题.以资源丰富的济源无烟煤为原料,采用预先炭化-高温石墨化处理制备煤基石墨,利用X射线衍射（XRD）、Raman光谱、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和低温N2吸附等手段表征煤基石墨的微观结构,并采用恒流充放电和循环伏安等探究煤基石墨用作锂离子电池负极材料的储锂特性.结果表明:无烟煤经预先炭化-高温（2 200～2 800℃）石墨化处理可制备出富含大量高度有序石墨微晶片层和纳米孔道的煤基石墨.石墨化温度是影响煤基石墨微晶片层和纳米孔道等微观结构特征的重要因素.当石墨化温度为2 800℃时,煤基石墨SG-2800具有较为完整的石墨微晶片层和较高的石墨化度（94.19%）,其比表面积可达5.72 m2/g,且富含孔径为3.8～24.0 nm的纳米孔道.该煤基石墨用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性,在0.1 C（1 C=372 mA/g）倍率下的可逆容量高达369.7 mAh/g,5 C倍率下仍可维持在110.9 mAh/g,经110次循环后,其可逆容量保持率可达94.3%,显示出良好的倍率特性和优异的循环稳定性,是一种比较理想的锂离子电池负极材料.煤基石墨优异的储锂特性归因于其高度有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道.
类型: 期刊论文
作者: 邢宝林,张传涛,谌伦建,黄光许,郭晖,刘晓,袁瑞甫,张传祥,袁绍辉
关键词: 无烟煤,高温石墨化,煤基石墨,负极材料,储锂性能
来源: 中国矿业大学学报 2019年05期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 电力工业
单位: 河南理工大学河南省煤炭绿色转化重点实验室化学化工学院,煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南理工大学能源科学与工程学院
基金: 国家自然科学基金项目(51404098,U1361119),中国博士后科学基金项目(2017M620304),河南省教育厅高校重点科研项目(19A440002),河南省高校基本科研业务费专项项目(NSFRF180313),河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室开放基金项目(KCF201802),国家级大学生创新创业训练计划项目(201810460018,201910460033)
分类号: TM912
DOI: 10.13247/j.cnki.jcumt.001063
页码: 1133-1142
总页数: 10
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