酚醛树脂包覆石墨作为锂离子二次电池炭负极材料的研究.doc

酚醛树脂包覆石墨作为锂离子二次电池炭负极材料的研究宋文生1,2,胡成秋2,尚尔超2(,天津300072;,辽宁鞍山114004摘要:为改善石墨的充放电特性及与电解质相容性,以酚醛树脂包覆天然鳞片石墨,在惰性气氛下以不同的炭化条件对包覆材料进行炭化处理,将所制备的复合材料作为锂离子二次电池的负极,以金属锂片作为对电极,在1mol/LLiPF6/(EC+DEC(11电解液中考察了其恒电流充放电特性。同时,对部分复合材料进行了元素组成、真密度、X射线衍射分析。关键词:锂离子二次电池;炭负极;天然鳞片石墨;酚醛树脂中图分类号::A文章编号:1001-3741(200203-0009-POSITEMATERIALSPREPAREDBYPHENOLRESINCOATINGONNATURALFLAKEGRAPHITEANDTHEIRUSEANDPERFORMANCEASCARBONANODEMATERIALSINLITHIUMIONSECONDARYBATTERIESSONGWen-sheng1,2,HUCheng-qiu2,SHANGEr-chao2(,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;-energy,Anshan114004,ChinaAbstract:Toimprovecharging-patibilitywithelectrolytesolutions,thenaturalflakegraphite(NFGiscoatedwithphenolresinfirst,andthencarbonizedunderdifferentcarbonizationcond-,thecharging--positematerialsareanalyzed,positematerialsarealsocharacterizedbyX-:Lithiumionsecondarybatteries;carbonanode;naturalflakegraphite;phenolresin鉴于锂离子二次电池的优越性能以及其属绿色环保产品,目前其在各行业中正得以广泛的应用,然而,由于实际可供制备电池的原材料有限,尤其是负极材料实际可供选择的品种不多,使得作者简介:宋文生男1965年9月生,工程师,现天津大学化工学院博士研究生,主要从事锂离子二次电池负极材料和燃料电池电解质材料研究,E-mail:songwensheng@。收稿日期:2002-01-11编辑谷丽萍2002年第3期CARBONTECHNIQUES20023总第120期炭素技术SUM120电池的发展受到一定限制。在众多的负极材料中,炭素材料应用最为成功,如:石油焦、煤焦、石墨、中间相炭微球及有机物裂解炭等。石墨作为锂离子二次电池负极材料的主要优点是:结晶度高,放电平台较平稳,插锂容量高,其一阶石墨层间插入化合物LiC6的理论插锂容量可达372mAh/g。然而,其作为负极材料也存在明显的不足[1]:与电解质溶液的相容性和高倍率充放电性能较差,表现在首次插锂过程中,溶剂化锂离子会在石墨表面形成良好的固体电解质相界面膜(SEI膜之前插入石墨层间,还原分解产生气体,从而引起石墨层剥落,致使首次充放电效率不高,同时也影响到电池的稳定循环性能。综合考虑石墨材料的优缺点,作者对石墨进行了改性处理,在石墨外包覆了一层热固性酚醛树脂后进行炭化处理,炭化后在石墨表面形成硬炭包覆层。改性后的石墨不仅保持了石墨的优点,仍具有较高的插锂容量,而且首次充放电效率得到了提高,循环稳定性得到了明显的改善。、热固性酚醛树脂溶液按计量配制、搅拌均匀后,在室温下放置使溶剂挥发,再置于130干燥箱内固化数小时,自然冷却后,制得粒径50m的酚醛树脂包覆石墨试样。将酚醛树脂包覆石墨试样装入瓷舟内,置于炭化炉的恒温段,。由AI-~2/min不同的升温速度加热,加热至700~1000,恒温数小时后,停止加热。待炭化炉冷至室温后,取出炭化样,制得粒径50m的包覆石墨炭负极材料。、真密度及X射线衍射分析