天然鳞片石墨是否可以应用于锂离子电池中呢? - 青岛晨阳石墨公司

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天然鳞片石墨是否可以应用于锂离子电池中呢?

[发布日期:2013-09-28 08:18:22 浏览量:821 文章来源:青岛晨阳石墨有限公司

   天然晶质石墨是我国的优势矿产,其来源广、报价低、提纯、别离技术成熟。根据不完全统计,世界天然鳞片石墨储量约为20亿吨,其中晶质石墨约8亿吨。中国的天然鳞片石墨储量居世界第一位,晶质石墨矿总保有储量矿藏4.73亿吨。中国现已构成采矿、选矿、加工、提纯和制品系列配套的综合性天然石墨产业。中国是世界上最大天然石墨生产国,2009年天然石墨粉生产达到175.56万吨,中国的生产约占世界总产量的55%,居世界首位。
   作为锂离子电池负极资料天然鳞片石墨具有平稳、较低的充放电平台,较高的理论容量,是一种十分抱负的锂离子电池负极资料。但是,天然鳞片石墨也存在一些缺点,例如,与电解液相容性较差;充放电过程中容易发生由于溶剂化锂离子共插入而引起的石墨片层剥离,进而造成循环功能的下降;大电流充、放电功能差等。这些问题的存在影响了天然石墨作为锂离子电池负极资料的进一步使用。 对于当前天然石墨存在的缺点,本文经过氧化处置与酚醛树脂热解碳包覆的方法对其进行外表改性,研讨资料的电化学功能。研讨小粒径天然石墨在大电流充放电时的电化学功能,并经过包覆改性,以进一步提高其电化学功能。将氧化处置与碳包覆改性两种方法相结合,制备出电化学功能杰出的改性天然石墨资料。将球形天然石墨置于浓硫酸中在200℃高温下进行氧化处置,经氧化处置后的天然石墨分别与酚醛树脂含量不同的乙醇溶液均匀混合,经过溶剂蒸发,高温碳化等步骤制各出具有核壳结构的酚醛树脂碳包覆天然石墨复合资料。氧化处置与适当的酚醛树脂碳包覆可以有效改善天然石墨资料的外表形貌,提高资料的电化学功能。当酚醛树脂包覆量为9%时,复合资料外表较未经任何处置的天然石墨更为光滑,原有的一些破碎与缺陷结构得到改善,其首次充电比容量达到367.7 mAh/g,经过40次循环以后,比容量依旧保持在361.6 mAh/g,容量保持率达到97.2%。 经过对比三种不同粒径球形天然石墨的电化学功能,发现在较大电流密度下进行充放电时,粒径为12μm的球形天然石墨表现出最为优异的电化学功能。当充电电流密度为270 mA/g时,其可逆比容量保持在250 mAh/g以上,较粒径为20μm的球形天然石墨(150 mAh/g)提高了大约67%。经过对该小粒径球形进行碳包覆改性,进一步提高其倍率功能。当充放电电流密度为210 mA/g时,其循环比容量稳定在325 mAh/g左右,较未经处置的天然石墨(280 mAh/g)增大了16%。碳包覆小粒径天然石墨表现出的杰出的倍率功能,有望使用于电动车用锂离子电池中。