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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
高硫石油焦基活性炭的制备及其在二次电池负极材料中的应用
  • 作者

    单婕黄戒介赵建涛房倚天

  • 单位

    太原理工大学《山西煤炭》编辑部中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室

  • 摘要
    以我国产量较大的山东淄博高硫石油焦为原料,利用KOH活化法,于800℃下通过改变碱焦质量比(质量比为1∶1,2∶1,3∶1,4∶1)制备得到不同比表面积的高硫石油焦基活性炭(AC-PC-X),利用比表面积分析仪对其孔结构进行了分析,并进一步利用水热法担载Mn3O4制备得到AC-PC-X/Mn3O4复合材料,分别将AC-PC-X/Mn3O4和高硫石油焦基活性炭作为二次电池负极材料分别应用于锂离子电池和钾离子电池中,利用JSM-7001F型热场发射扫描电子显微镜和JEM-2100F型场发射透射电子显微镜观察了负极材料的微观形貌,以及利用LAND CT2001A型电池测试系统和CHI660D型电化学工作站考察了负极材料的性能。结果表明:不同碱焦质量比条件下制备得到的高硫石油焦基活性炭均以微孔结构为主,比表面积随碱焦质量比的增加而增大;碱焦质量比为3∶1时制备得到的高硫石油焦基活性炭(AC-PC-3,比表面积为996 m2/g)表现出最佳的长期循环稳定性,比表面积过大或过小的高硫石油焦基活性炭的电化学稳定性均不如AC-PC-3的电化学稳定性。在锂离子电池中,AC-PC-3/Mn3O4在初始循环中的比容量为907 mAh/g,但其循环容量衰减较慢,120次充/放电循环后其稳定比容量为400 mAh/g;在钾离子电池中,AC-PC-3在500次循环后比容量几乎没有衰减,稳定在95 mAh/g。
  • 关键词

    高硫石油焦活性炭氢氧化钾比表面积负极材料

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金面上资助项目(21576276);
  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 高硫石油焦基活性炭的制备
    1.2 高硫石油焦基活性炭的结构表征
    1.3 高硫石油焦基活性炭负极材料的制备及表征
    1.3.1 高硫石油焦基活性炭负极材料的制备
    1.3.2 高硫石油焦基活性炭负极材料的表征
    1.4 电池组装
    1.5 电化学性能测试
    2 结果与讨论
    2.1 不同碱焦质量比对高硫石油焦基活性炭结构的影响
    2.2 高硫石油焦基活性炭在二次电池负极材料中的应用
    2.2.1 高硫石油焦基活性炭在锂离子电池负极材料中的应用
    2.2.2 高硫石油焦基活性炭在钾离子电池负极材料中的应用
    3 结 论
  • 引用格式
    单婕,黄戒介,赵建涛,房倚天.高硫石油焦基活性炭的制备及其在二次电池负极材料中的应用[J].煤炭转化,2022,45(02):93-102.DOI:10.19726/j.cnki.ebcc.202202011.
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