鋰電負(fù)極材料是鋰離子電池的主材之一,在能量密度與循環(huán)穩(wěn)定性方面起到十分關(guān)鍵的作用。近幾年,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,新型負(fù)極材料層出不窮,包括石墨烯,碳納米管、硅基材料、錫基材料、鎢基材料等等,但它們由于各種問(wèn)題而限制了大批量生產(chǎn),目前,石墨類(lèi)碳材料一直處于市場(chǎng)化負(fù)極材料的主流地位。
與天然石墨相比,人造石墨的層間距較大,石墨化度較低(≤93%),結(jié)晶度較低,存在部分亂層結(jié)構(gòu)。另外,人造石墨表面不光滑、多孔、比表面較大,易與電解液發(fā)生分解反應(yīng),所以其首次效率和比容量(≤350mAh/g)都較低。
為此,研究者對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn),采用瀝青等包覆人造石墨并炭化,使得人造石墨的表面形成一層無(wú)定形的炭包覆層,該包覆層既可阻止有機(jī)溶劑的共嵌入,又能阻止石墨脹縮引起的表層脫落,從而讓鋰電負(fù)極保持高容量、低電位及與溶劑相容的特性。但是,該技術(shù)存在如下不足:炭化過(guò)程易結(jié)塊,導(dǎo)致炭化收率低、包覆層均勻性差;包覆后需進(jìn)行破碎,不符合節(jié)能減排的要求。
針對(duì)上述技術(shù)的不足,有研究者再次提出了改進(jìn),具體步驟如下:1、制備人造石墨:除雜,制煤瀝青,煤瀝青催化改性;制焦,將改性煤瀝青焦化、煅燒得到同性焦;整形,將同性焦破碎、過(guò)篩后進(jìn)行整形,得到長(zhǎng)徑比1?1.5的卵石狀的焦粉;石墨化,將焦粉進(jìn)行石墨化制得產(chǎn)品;2、對(duì)人造石墨進(jìn)行表面改性;3、預(yù)氧化:將第二步所得的產(chǎn)品升溫至300?330℃,之后恒溫保持120?200min;4、炭化。