单颗粒人造石墨负极材料的制备及储锂性能研究_叶昱昕.pdf
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1、 年第 期第 卷 炭 素 技 术作者简介:叶昱昕(),男,博士,长期从事锂电材料的研究工作,:。通讯作者:齐博(),男,工学博士,高级工程师,长期从事机械理论、摩擦学的研究工作,:。收稿日期:单颗粒人造石墨负极材料的制备及储锂性能研究叶昱昕,齐博(广东凯金新能源科技股份有限公司 凯金研究院,广东 东莞)摘 要:随着低碳经济的快速推进,人造石墨技术得到飞速的发展。国内外学者对人造石墨的包覆、石墨化、电化学及储锂机理进行了大量的研究,取得了丰硕的成果,但对粒度大小对电化学及储锂特性的影响研究较少。针对这一问题,从表面形貌、粒度分布、首次库伦效率和充放电比容量、循环测试几个方面,对单颗粒人造石墨的颗
2、粒大小对储能特性的影响进行研究,所得研究成果具有一定的理论和实践价值。关键词:单颗粒;针状焦;人造石墨;负极材料;储锂性能中图分类号:;文献标识码:文章编号:():,(,):,:;锂离子电池具有质量轻、比容量高、工作电压高、充电快、体积小、安全稳定、无记忆效应等诸多优点,广泛应用于混合动力汽车、手机、空间技术、笔记本电脑等储能系统。随着低碳经济的快速推进,锂离子电池成为电动汽车、太阳能发电、动力锂电池等储能电池的首选。锂离子电池有正极、隔膜、电解液、负极等部分构成,负极材料作为锂离子电池的关键材料,其性能参数的优劣直接决定了锂离子电池性能指标。石墨负极材料因其电位低、循环性能好、容量高、成本低
3、等优点,已成为商用负极材料的首选。而人造石墨以其优良的纤维状结构、良好的导电性和导热性,低热膨胀系数的优点,占据负极材料庞大的市场份额。国内外研究人员从减小石墨比表面积和石墨表面修饰材料的均一性方面,对石墨负极材料性能进行研究,取得了显著的成果。但对单颗粒人造石墨粒度大小对储锂性能的影响研究不足。针对这一问题,从单颗粒人造石墨的制备、表面形貌、粒度分布、首次库伦效率和充放电比容量、循环使用寿命几个方面,对单颗粒人造石墨的颗粒大小对储锂特性的影响进行研究,所得研究成果具有一定的理论和实践价值。单颗粒人造石墨的制备以针状焦为骨料,采用粗破、机械磨、整形、混合、造粒、低温炭化、石墨化、筛分工艺,制备
4、单颗粒人造石墨。单颗粒人造石墨粒度分布制备时调整设备参数,获得 种单颗粒石墨,编号、。通过激光粒度分表 不同粒度单颗粒人造石墨粒度分布 单颗粒人造石墨析仪对不同粒度单颗粒石墨的粒度分布情况进行研究,如表 所示。从表 中可以看出,各单颗粒人造石墨的、对应颗粒粒度分布依次增大。单颗粒人造石墨 图片通过扫描电子显微镜获得、的 图片,如图。由图 可知,因设备造粒参数有所差异,单颗粒人造石墨的外观形貌不尽相同。单颗粒无明显棱角,含有很少的颗粒微体。图 单颗粒人造石墨 图片 结果与讨论 单颗粒粒度对压实性能的影响研究时,设定压实密度为 ,通过测试压实后厚度和静置 后反弹厚度,得到反弹率。不同粒度单颗粒人造
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