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题目：高性能煤基石墨负极材料的制备及其储锂特性研究

作者：邢宝林1,2,张传涛1,谌伦建1,黄光许1,郭晖1,刘晓2,3,袁瑞甫2,3,张传祥1,2,袁绍辉1

作者单位：

1.河南理工大学河南省煤炭绿色转化重点实验室化学化工学院,河南焦作 454000;

2.煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作 454000;

3.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000

摘要：

高性能 ､ 低成本的石墨负极材料是近年来锂离子电池研究领域的热点问题 . 以资源丰富的济源无烟煤为原料 , 采用预先炭化 - 高温石墨化处理制备煤基石墨 , 利用 X 射线衍射 (XRD) ､ Ra-man 光谱 ､ 扫描电镜 (SEM) ､ 透射电镜 (TEM) 和低温 N2吸附等手段表征煤基石墨的微观结构 , 并采用恒流充放电和循环伏安等探究煤基石墨用作锂离子电池负极材料的储锂特性 . 结果表明 : 无烟煤经预先炭化 - 高温 (2200~2800℃) 石墨化处理可制备出富含大量高度有序石墨微晶片层和纳米孔道的煤基石墨 . 石墨化温度是影响煤基石墨微晶片层和纳米孔道等微观结构特征的重要因素 . 当石墨化温度为 2800℃ 时 , 煤基石墨 SG-2800 具有较为完整的石墨微晶片层和较高的石墨化度 (94.19%), 其比表面积可达 5.72m2/g, 且富含孔径为 3.8~24.0nm 的纳米孔道 . 该煤基石墨用作锂离子电池负极材料时具有优异的储锂特性 , 在 0.1C(1C=372mA/g) 倍率下的可逆容量高达 369.7mAh/g,5C倍率下仍可维持在 110.9mAh/g, 经 110 次循环后 , 其可逆容量保持率可达 94.3%, 显示出良好的倍率特性和优异的循环稳定性 , 是一种比较理想的锂离子电池负极材料 . 煤基石墨优异的储锂特性归因于其高度有序的石墨微晶片层和丰富的纳米孔道 .关键词： 无烟煤;高温石墨化;煤基石墨;负极材料;储锂性能本文引用格式：邢宝林,张传涛,谌伦建,等.高性能煤基石墨负极材料的制备及其储锂特性研究[J].中国矿业大学学报,2019,48(5):1133-1142.

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