多孔纳米碳球的制备及其电化学性能研究
2020-02-18李新跃
四川轻化工大学学报(自然科学版) 2020年6期
闵 丹,彭 川,陈 建,李新跃
(1.四川轻化工大学材料科学与工程学院,四川 自贡 643000;2.材料腐蚀与防护四川省重点实验室,四川 自贡 643000)
引 言
21世纪以来,随着科学技术的不断进步与发展,人们对能源的需求越来越大,而大量的使用化石能源给环境带来了较为严重的污染。因此充分利用新能源,寻找并发展新能源的能量储存和转化的工具,成为一个亟待解决的问题[1]。锂离子电池作为一种新型能源储能装置,具有较高的能量密度、更长的循环寿命和环境友好等优点,受到了广泛的关注[2]。在锂离子电池中,负极材料有着举足轻重的作用,它的特性直接影响了锂离子电池的电化学性能。当前,研究较多的负极材料有锡基[3]、硅基[4]、钛基[5-6]以及碳基材料[7-8]等几大类,其中,利用率最高的是碳基负极材料。作为碳基负极材料的一种,石墨在负极材料市场上应用最为广泛,然而由于理论比容量(372mAh/g)较低,在一定程度上限制了其应用[9]。因此,研究者们研发了许多新型的碳基材料,如碳纳米管[10],碳纳米纤维[11],石墨烯[12]等。在众多碳基材料中,具有球形形貌的纳米碳材料具有高密度和优良的粒子迁移率等优点,可获得高功率密度、高体积能量和致密的电极层[13]。而球形碳材料的比表面积小,表面缺陷少,其容量较低,制造多孔结构能够增大比表面积,给锂离子提供更多的存储空间,缩短锂离子扩散路径,提高容量,因此需要对碳材料进行表面改性,在材料表面制造更多的孔道结构,增加活性位点,提高其储锂性能[14]。……
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