探析酚醛树脂包覆针状焦作为锂离子电池负极材料的研究

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1、天津大学硕士学位论文酚醛树脂包覆针状焦作为锂离子电池负极材料的研究姓名：王文燕申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王成扬20070601中文摘要本实验采用价格低廉的针状焦为原料，为了改善其自身与电解质溶液的相容性差的缺点，对其表面进行改性处理。主要利用醇溶性树脂包覆针状焦，以制得复合材料。实验中对材料制备的工艺条件及复合材料的电化学性能进行了相关的研究。采用热过滤法在针状焦表面沉积一层酚醛树脂热解炭，制得复合材料。通过改变样品石墨化和包覆的先后顺序以及原料粒径的大小来确定最佳的工艺条件，通过SEM和恒流充放电等测试方法得出：300目的熟

2、焦样品首次充放电容量为393．4mAh·g～、282mAh·g～，效率是71．7％，不适合用作锂离子电池负极材料；而400目生焦样品经过包覆和石墨化后得到的复合针状焦首次充放电容量为381．1mAh·g一、321．1mAh·g-1，效率为843％。故400目生焦样品经过先包覆后石墨化的处理所制得复合材料电化学性能最佳。其后按照上述工艺条件改变脂炭比制得一系列不同包覆量的复合材料。采用SEM，XRD考察其表观形貌和结构，并通过恒流充放电及循环伏安等手段对其电化学性能进行研究，得出脂炭比3：1(质量比)时电化学性能最佳，这样可以减少电解液溶剂对针

3、状焦材料的嵌入，首次充放电效率为91．2％，放电容量为410．1mAh·g-1，不可逆容量为39．6mAh·g-1。比包覆前针状焦首次效率提高19．8％，首次放电容量提高101．0mAh·g～，具有很好的商业化前景。关键词：针状焦酚醛树脂表面改性锂离子电池负极材料ABSTRACTThekeyproblemoflithium-ionbaReryliesinanodematerials．Anditgivespriorit)，tocarbonmaterialintheindustrialization．Theneedlecoke，whichislo

4、w—cost，wasmodifiedbythewayofsurfacetreatmentwhichwasattemptedtoimprovecoulometerefficiency，andresultsshowedexcellentelectrochemicalperformanceofthecompositematerialinthispaper．Thecompositeneedlecokewasmadebysolidifyingphenolicresinonthesurface．Themethodadoptedwasnamedasheat

5、—filtrateinthethesis．Firstofall，thesequenceofgraphitizationandcoatingshouldbedecided，andthenthesizeofthegrainwasfoundout．Theresultsfromelectrochemicalperformanceshowedthatthesample，graphitizedbeforecoatingwithparticlediameterbetween20Innand25lain，wasnotfitforlithium—ionbake

6、ryanodematerialbecauseitsfirstdischargingcapacityWas282mAh。g—andtheinitialefficiencyWas71．7％．However，anothersamplegraphitizedaftercoating，particlediameterscaleofwhichwasfrom15山nto20Ⅲ[Il，wasgotwell．Thecapacitycouldreach321．1mAh。91andtheefficiencyWas84．3％inthefirstcycle．Asthe

7、conditionsmentionedabove，wecanproduceaseriesofcompositematerialswhichweredifferentinthecontentofcoatingquantitywhentheproportionofresinandcokewaschanged．AccordingtoXRD(X-raydiffraction)，SEM(scanningelectronmicroscopy)，galvanosmticcharge／dischargeandCV(cyclevoltammetry)，ther

8、esultsshowedthebestperformanceofthecompositematerialwhiletheproportionofresintocok