熔盐法制备沥青基炭微球及其电化学性能研究
炭微球具有独特的形貌结构、良好的化学稳定性、高的导电导热性能、高的堆积密度等特点，在能源存储与转化、吸附分离、催化、机械等领域获得广泛应用，开展新型制备方法的研究对于球形炭材料的结构控制具有重要的学术意义和实用价值。 本文以煤焦油沥青为原料，以熔盐作为分散介质制备沥青基炭微球。通过改变聚合温度、升温速率等工艺条件探索制备沥青基炭微球的工艺条件。对其微观形貌和结构表征，研究其电化学性能。 实验表明，AlCl3-NaCl制备沥青基炭微球的聚合温度应高于480℃，继续升高温度会使形貌由球形变为纺锤形最后变为短纤维状。升温速率也会显著影响得到的产物的形貌，在400℃以下停留时间越短，产物中的球形颗粒越多。在比较小的范围内延长反应时间可以提高聚合程度，但是延长反应时间至6h后会导致生成的球体相互之间发生融并。将沥青改变为一些其他的具有芳香结构的碳源如萘也同样可以得到类似的形貌。使用FeCl3-NaCl作为熔盐体系则会显著影响产物形貌和结构。在熔盐与沥青质量比为10:1及以上的比例下得到的样品产率基本基本在70%附近，降低熔盐的比例产率会有下降的趋势。将得到的炭微球经过1200℃炭化后，作为负极材料组装成锂离子电池后测试其电化学性能。650℃下制备得到的样品得到了最高的首次充放电效率。随着反应温度的的降低，其首次充放电效率和循环比容量均有下降趋势。
煤沥青;电化学性能;中间相炭微球;锂离子负极材料;熔盐法
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
宋怀河
2022
中文
TQ522.65
2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）