水热--炭化法制备菱角壳基硬炭及其储锂性能

• 作者: 刘力铭 时志强 王佩 王超 肖祥 赵亚彬 钟国彬
• 来源期刊: 储能科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 菱角壳 水热法 硬炭 锂离子电池 负极
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 储能材料与器件
• 页码范围: 818-825
• 页数: 8页
• 分类号: TQ152
• 字数: 4089字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0254

摘要

生物质硬炭材料由于具有大层间距、可控的孔隙和缺陷结构,非常适合应用于动力锂离子电池(LIB)的负极材料.本文以生物质菱角壳为前驱体,通过水热除杂和高温炭化法制备出高纯度的菱角壳基硬炭负极材料(HT-x).该方法更加安全环保,而且节省材料的制备时间.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)、透射电子显微镜(TEM)等表征其形貌、微晶结构及微结构,并采用恒电流充放电、循环伏安技术研究了其电化学储锂性能.结果表明:水热除杂具有较好的效果,同时碳化温度对材料的微观结构和储锂性能影响较大.样品HT-1100具有大的层间距(d002=0.39 nm)和适中的比表面积(76.82 m2/g),在0.1 C(1 C=250 mA/g)电流密度下,可逆放电比容量最高可达405.6 mA·h/g,首次库仑效率为57.32％;并具有良好的倍率性能,在4C电流密度下比容量仍可以达到167.6 mA·h/g;在0.4 C电流密度下循环300圈后容量保持在382.5 mA·h/g,显示出非常优异的循环性能.菱角壳基生物质硬炭材料用于锂离子电池负极材料研究,为实现菱角壳生物质变"废"为宝,最终实现绿色和高效资源化利用提供了实验支持.