低硫石油焦锂离子电池负极材料的电化学性能研究
2021-03-09陆佳欣杨璐彬王际童凌立成
化学反应工程与工艺 2021年5期
关键词:结构
陆佳欣,杨璐彬,王际童,凌立成
华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海 200237
石油焦是由原油经过蒸馏再延迟焦化后得到的产品[1-2]。石油焦产量丰富,大部分石油焦可作为金属冶炼的燃料,品质好的石油焦(针状焦)还可以作为储能材料的原材料,用于制备人造石墨或者多孔碳,从而提高石油焦的附加值[3-6]。
锂离子电池在电动汽车及大型储能领域具有广阔的应用前景,负极材料是决定锂离子电池性能的关键之一。目前,负极材料仍然以天然/人造石墨为主[7-11],而人造石墨在锂离子电池里的应用也比较成熟,刘盼等[9]将沥青包覆石油焦制备了大倍率、高容量的锂离子电池,刘春洋等[10]在石油焦中引入铁等元素提高能量密度和倍率性能,但过程复杂且成本较高。
针状焦由于其硫含量低、灰分低、金属含量低和易石墨化等优点,目前成为了人造石墨的主要原料,但其生产成本较高,且对原料的要求较高;而普通石油焦与前者相比生产成本低、价格低廉,但其存在硫含量高的问题[14-15],因此,将其应用于锂离子电池负极材料的报道较少。本工作以低硫石油焦为碳源制备了锂离子电池负极材料,并将其与针状焦的性能进行了比较,不仅为石油炼化副产物提供新的应用思路,更可以得到高附加值的电化学储能碳材料,具有一定的商业应用前景。
1 实验部分
1.1 实验原料与试剂
普通石油焦(JN)来自中国石油化工股份有限公司,针状焦为日本水岛焦(JX);……
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