煤基石墨负极材料的制备及其电化学性能研究

以无烟煤为前驱体,研究了煤化程度、灰分、石墨化温度等对无烟煤石墨化的影响机制以及煤基石墨微观结构与电化学性能之间的“构效”关系。结果表明,煤化程度高的无烟煤有利于煤基石墨的微晶生长,在相同温度下能够达到更高的石墨化程度。太西煤在2400℃石墨化后,石墨化度为80.3%,而晋城煤石墨化度仅为74.5%。无烟煤中的灰分有催化石墨化作用,未脱灰样品在低温下石墨化程度较高,具有较高的首次充放电容量;同时灰分的存在会影响煤基石墨的片层结构,使石墨片层存在褶皱,导致煤基石墨的循环稳定性和倍率性能下降。煤基石墨的石墨化度随温度升高而增加,石墨片层结构逐渐发展,电化学性能得到明显提升。脱灰太西煤经2800℃石墨化处理后所得煤基石墨在0.2 C的首次放电容量达370.8 mAh/g。