石墨化爐熱處理對針狀焦的結構和電化學性能有重要的影響

  對于針狀焦的研究主要集中在對針狀焦進行熱處理或石墨化爐石墨化處理，酚醛樹脂對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 復合處理，以提高針狀焦的電化學性能。

針狀焦作為一種易石墨化爐石墨化的軟炭，具有生產成本低、開發(fā)前景好的優(yōu)點，受到國內外鋰離子電池行業(yè)的重視。針狀焦還具有良好的石墨微晶結構，針狀的紋理走向，良好的導電性， 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改性處理獲得優(yōu)質的炭基負極材料。本文通過熱處理、兩親性炭材料(ACM)包覆與氫氣還原相結合對針狀焦材料進行了表面改性處理，進而優(yōu)化了針狀焦電極材料的電化學性能。

石墨化爐熱處理對針狀焦的結構和電化學性能有重要的影響。經過 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?。浑娏髅?/span>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)定的電化學性能；

       通過對針狀焦在 750～2 200 ℃進行炭化處理，并將針狀焦生焦進行瀝青基兩親性炭材料(ACM)包覆，900℃炭化后繼續(xù)用氫氣對其還原處理，從而對針狀焦材料的電化學性能進行了優(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熱處理及炭包覆還原處理的針狀焦進行表面分析以及結構研究。實驗結果表明：900 ℃炭化的石墨化爐石墨化的針狀焦具有較好的電化學性能，對其進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。