煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能.pdf

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化工进展
2021 年第 40 卷第 1 期 CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS · 313 ·
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研究开发􀤕􀦕 􀤕􀤕􀤕􀤕􀦕 DOI：.1000--0496
煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能
王振帅1，邢宝林1，2，韩学锋2，曾会会1，侯磊1，郭晖1，张传祥1，2，岳志航1
（1 河南理工大学化学化工学院，河南 焦作 454000；2 煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454000）
摘要：以工业副产物煤沥青 （coaltarpitch , CTP）为原料，采用高温炭化法制备煤沥青基微晶炭 ，利用 XRD、
Raman光谱、SEM、TEM和XPS等手段对其微观结构和表面化学性质进行表征 ，并探究微晶炭用作锂离子电池
负极材料的储锂特性 。结果表明，煤沥青经不同温度 （800~1100℃）炭化处理后可制备出石墨微晶和无定形炭
共存的微晶炭 。炭化温度是影响煤沥青基微晶炭的微晶片层 、纳米孔道和结构缺陷等微观结构特征和表面化
学性质的重要因素 。当炭化温度为 800℃时，煤沥青基微晶炭 CTP-800具有较为有序的石墨微晶片层和丰富的
纳米孔道、结构缺陷等无定形炭 ，且两者有机结合 ，相互镶嵌，构筑成三维网络结构 ，同时炭基体表面含有
适量氧/氮官能团。该微晶炭用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性 ，在50mA/g电流密度下可逆容量
可达305mA·h/g，1000mA/g大电流密度下仍可维持在 174mA·h/g，经100次循环后可逆容量保持率超过 %，
显示出良好的倍率性能和优异的循环稳定性 ，是一种较为理想的锂离子电池负极材料 。煤沥青基微晶炭
CTP-800优异的储锂特性与其炭基体中含有石墨微晶片层与纳米孔道 、结构缺陷等无定形炭和炭表面富含氧 /
氮官能团等因素密切相关 。
关键词：煤沥青；微晶炭；负极材料；储锂性能
中图分类号：；TM912 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2021）01-0313-11
Preparationofcoaltarpitch-basedmicrocrystalcarbonsandtheir
lithiumstorageproperties
WANGZhenshuai 1，XINGBaolin 1，2，HANXuefeng 2，ZENGHuihui 1，HOULei 1，GUOHui 1，
ZHANGChuanxiang 1，2，YUEZhihang 1
(1 CollegeofChemistryand