硬炭微球的制备及其储锂性能研究
炭微球的制备与结构表征
炭微球的制备与结构表征炭微球是一种多孔碳材料，有广泛的应用，它具有良好的热、电、光和化学性能，用于各种电子、光学、能源和环保应用。
随着近年来对炭微球的研究热情越来越高，本文将从制备和结构表征两方面对炭微球的特点和应用进行介绍。
一、炭微球的制备炭微球是通过多过程制备而成，其主要包括以下步骤：原料准备、制备溶液、凝胶成形、烧结和脱模等过程。
1）原料准备：包括两种，一种是天然活性碳，通常为木屑或椰壳；另一种是碱化活性碳，可以通过对底物进行一定的处理和裂解合成而得到。
2）制备溶液：将原料溶于有机溶剂中，以获得相应的溶液。
3）凝胶成形：将溶液放入模具中，然后进行浓缩，当溶液凝胶化后，将得到所需要的炭微球形状。
4）烧结：将凝胶中的有机物通过高温烧结过程去除，以形成稳定的碳微球结构。
5）脱模：最后将得到的烧结炭微球从模具中脱模，即为制备成型的碳微球产品。
二、炭微球的结构表征炭微球的结构表征是研究其性能的基础，主要有研究其形态、内部孔隙结构、表面结构和表面性质等。
1）形态：炭微球大小在几纳米到几微米范围内，其形态可以通过扫描电子显微镜（SEM）观察，方便快捷。
2）内部孔隙结构：炭微球内部的孔隙结构影响着它的特性，主要可以通过水吸附实验和气体吸附实验来分析。
3）表面结构：炭微球表面的结构可以通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等技术对其结构进行分析。
4）表面性质：炭微球表面的性质主要可以通过X射线光电子能谱（XPS）和和紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等分析方法进行表征。
三、炭微球的应用炭微球具备多孔结构、优异的电、热和光传导性能，因此有广泛的应用。
1）电子器件：炭微球可以用作催化剂支架，以及形成器件中的栅极结构，增强电子器件的性能。
2）光学应用：炭微球可以作为栅极结构，用于有机发光二极管，具有卓越的光谱性能和高分辨率。
3）能源应用：由于炭微球具有优良的电、热传导性能，因此可以用于作为电池（可充电电池和超级电容器）和太阳能电池板的储能材料，以提高能源转换效率。
锂离子电池硬碳负极材料的制备及性能表征
锂离子电池硬碳负极材料的制备及性能表征王春梅;赵海雷;王静;王捷;吕鹏鹏【摘要】以蔗糖为原料,采用水热法制备了硬碳(HC)负极材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、恒电流充放电测试等方法研究了溶液浓度和热处理温度对材料相结构、颗粒形貌及电化学性能的影响.结果表明,随溶液浓度的提高,硬碳粉体颗粒度逐渐加大.但过低浓度制备的纳米硬碳颗粒易团聚,过高浓度易引起颗粒的异常长大.热处理温度过低材料表面会残存有机物,而温度太高易导致颗粒长大,这些都不利于材料电化学性能的发挥.蔗糖溶液浓度为5％(质量分数)、热处理温度为700℃时制备的硬碳,颗粒细小且分布均匀,表现出较高的可逆比容量(～260mAh/g)、优异的倍率性能和循环稳定性.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2013(037)011【总页数】4页(P1932-1935)【关键词】硬碳;合成参数;负极材料;锂离子电池【作者】王春梅;赵海雷;王静;王捷;吕鹏鹏【作者单位】北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;新能源材料与技术北京市重点实验室,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083;北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TM912.9碳材料作为电化学嵌锂宿主材料的研究一直是锂离子电池负极材料研究的重点。
石墨类碳负极材料具有电极电位低（＜1.0 V vs.Li/Li+）、循环寿命长、安全性好且价格低廉等优点[1]，成为目前商业化锂离子电池的主要负极材料。
但石墨类负极材料由于具有层状结构，与电解液的相容性较差，在充放电的过程中易发生溶剂离子共嵌入现象而引起结构破坏，从而影响石墨负极材料的循环稳定性和库仑效率[2]。
同时，石墨的各向异性结构特征，限制了锂离子在石墨结构中的自由扩散，制约了石墨负极电化学容量的发挥，尤其是影响了石墨负极材料的倍率性能。
碳微球的制备
碳微球的制备洪毅杰材料0703 200722093摘要：总结了近年来碳微球的多种制备技术，重点说明几种使用较为广泛的制备方法的工艺，优点及缺点。
关键词：碳微球制备The Preparation of Carbon SpheresAbstract: This paper reviews the recent development of the preparation of carbon spheres. Several methods widely adopted for preparing carbon spheres, with their preparing ways, advantages and disadvantages.Key words: carbon spheres, preparation自从1973年Honda等[1]通过对沥青进行分离从而发现微米级的中间相碳微球以来，由于其优异的性能及广阔的利用前景，碳微球得到了科研人员的重点研究。
碳微球是由石墨片层在玻璃相的石墨结构间断分布而构成，由于其具有高比表面，优异的化学稳定性及热稳定性等，可以制备高强度高密度C／C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭材料、锂离子电池负极材料等一系列高性能碳材料。
而作为碳微球的制备，经过近几年的研究，已经有较大的进展。
总体看来，根据制备环境的不同，主要分为缩聚法，液相法及气象沉积法三种。
1 缩聚法缩聚法主要用于中间相碳微球的制备。
利用原料沥青经过热缩聚得到中间相沥青后分离得到中间相沥青微球，再通过预氧化和炭化过程即得到产物。
Esumi等[2]对煤沥青QS进行热缩聚后经分离得到C/H为2.314，直径为2-15μm的碳微球，从而得到从沥青得到碳微球的工业方法。
今年以来，各国科学家分别以不同来源的沥青，包括煤焦油沥青等。
缩聚法条件简单，操作容易，易于工业化连续生产。
但也存在球径分布广，形状和尺寸不均匀，收得率低的问题。
锂离子电池ge基负极材料的制备及其储锂性能研究
全文摘要全文摘要作为储能设备的锂离子电池（LIBs）具有能量密度高、功率大、寿命长和环境友好等特点。
但市售LIBs石墨负极的理论容量仅有372 mAh g-1，这难以满足能量储存系统的建立、大型电动汽车等发展的要求。
负极材料是LIBs的重要组成部分，因而，高容量负极材料的开发成为提高LIBs性能的决定因素。
作为锂离子电池负极材料，Ge具有比容量高，操作电压低、电子传输速率快等优势，有望替代石墨负极。
但在循环过程中，Ge体积膨胀严重，造成它的循环性能差，阻碍了实际应用。
为了提高Ge负极材料的循环稳定性，研究者提出了纳米结构化和碳材料复合两种方法。
具有不同相貌的纳米结构具有表面积大，离子/电子传输快的特点。
而碳质材料具有高的导电性、好的机械柔韧性以及热和化学稳定性。
在前人工作的基础上，本文开展了以下两方面的内容：（一）以市售的GeO2、GO和纯水为原料，基于溶解-重结晶的机理制得了GeO2/graphene复合物。
复合物制备过程中所用的化学试剂和仪器无毒且便宜。
用作LIBs负极材料进行性能测试时，结果表明：该电极具有好的循环性能和高的可逆容量：首次充电容量高达1637 mAh g-1，循环80圈后可逆容量保持在640 mAh g-1。
（二）针对传统1 D纳米结构合成过程复杂、使用贵金属催化剂的缺点，本文通过静电纺丝的方法合成了Ge/CNFs。
该材料表现出良好的储锂性能：在100 mA g-1的电流密度下，循环30圈后仍具有643.2 mAh g-1的可逆容量，约为石墨负极的2倍。
这主要归因于：（1）多孔结构能够增加电极与电解质的接触面积；（2）Li+较短的扩散距离；（3）电子沿1 D方向快速传输，提高了电极的导电性。
关键词：锂离子电池Ge负极静电纺丝石墨烯IAbstractAbstractLithium-ion batteries (LIBs), as energy storage devices, have the characteristics of high energy density, high power density, long service life and environmental friendliness. Nevertheless, the graphite anode (372 mAh g-1) has a very low specific capacity, which is unable to fulfil the establishment of energy storage systems as well as the demands of large electric vehicles development. To further improve the performance of LIBs, the attention is then focused on the electrode materials with hig her specific capacity. As the anode of LIBs, Ge is of great interest since it has higher specific capacity than traditional carbon anodes. However, the poor cyclability due to the large volume change of Ge upon insertion/extraction of lithium has been an impediment to its practical application.In order to improve the cycle stability of the Ge anode materials, strategies for nanostructure and hybridization with carbonaceous material have been proposed. Nanostructure with versatile morphology can provide high surface area, fast lithium and electron transportation. While, carbonaceous material exhibit superior electrical conductivity, good flexibility as well as excellent thermal and chemical stability.Based on the summary of literature research, the main content of this paper is as follows:(1) Based on the mechanism of dissolution-recrystallization, a facile green solution route using only GeO2 powder, graphene oxide and purified water has been developed to prepare a GeO2/graphene composite. It is worth noting that the solvent, reagents, as well as instruments we used in the preparation process of the composites are innocuous and inexpensive. The results of battery performance test show that the synthesis of compound electrode has good cycle performance and reversible capacity. The composite electrode exhibits a high initial reversible charge capacity of 1637 mAh g-1, exhibiting a high charge capacity of 640 mAh g-1 after 80 cycles.(2) the conventional synthesis of 1 D nanostructures involved the complicated process and the use of expensive catalyst. Here, we report a facile preparation of aIIAbstractGe/CNFs by electrospinning. In half cell test, Ge/CNFs composite electrode shows a high initial reversible charge capacity of 643.2 mAh g-1 after 30 cycles under the current density of 100 mAh g-1. The excellent electrochemical performance of Ge/CNFs may be ascribed to the following reasons: (1) the porous structure can increase the contact area of the electrode and the electrolyte; (2) the short diffusion distance of Li+; (3) the fast transfer of electron along the direction of one-dimensional, which improved the electrical conductivity of electrode.Keywords: Lithium-ion battery, Ge anode, electrospinning, grapheneIII目录目录全文摘要 (I)Abstract (II)目录 .......................................................................................................... I V 第1章绪论 . (6)1.1 锂离子电池简介 (6)1.1.1 锂离子电池的发展历史 (6)1.1.2 锂离子电池的组成及工作原理 (7)1.2 锂离子电池负极材料 (8)1.2.1碳负极材料 (8)1.2.2 Ge基负极材料 (9)1.3 实验的选题背景和研究内容 (22)参考文献 (23)第2章GeO2/graphene复合物的绿色合成及储锂性能研究 (31)2.1 引言 (31)2.2 实验部分 (32)2.2.1 材料制备所用化学试剂和仪器 (32)2.2.2 氧化石墨的制备 (33)2.2.3 GeO2/graphene复合物的制备 (33)2.2.4 材料表征 (34)2.2.5 电化学测试 (34)2.3 结果与讨论 (34)IV目录2.4 本章小结 (41)参考文献 (42)第3章多通道Ge/CNFs的静电纺丝法合成及其储锂性能的研究 (46)3.1 引言 (46)3.2 实验部分 (47)3.2.1 材料制备所用化学药品和仪器 (47)3.2.2 材料的制备 (48)3.2.3 材料表征 (48)3.3.4 电化学测试 (49)3.3 结果与讨论 (49)3.4 本章小结 (57)参考文献 (57)个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果 (61)致谢 (62)V第1章绪论第1章绪论温室效应，能源生产和能量储存已成为当今社会讨论的热门话题。
硬碳负极材料在锂离子电池中的应用研究
硬碳负极材料在锂离子电池中的应用研究苏广州;李巧;吴敏聪;布嘉豪【摘要】本文讨论了硬碳负极材料不同比例混合于人造石墨的锂离子电池的性能.实验结果表明:随着在人造石墨中硬碳的比例增加,电池的首次放电效率和放电容量随之降低,电池的倍率充放电性能、低温充放电性能、常温循环和高温循环性能也随之变差.对比100％人造石墨负极电池,当掺杂量达到10％-30％时,电池的性能有所提升;当掺杂量超过30％时,电池性能变差,其中当掺杂量为10％时性能最佳.【期刊名称】《电池工业》【年(卷),期】2019(023)003【总页数】5页(P137-141)【关键词】锂离子电池;硬碳;石墨;容量;首次效率;电池性能【作者】苏广州;李巧;吴敏聪;布嘉豪【作者单位】银隆新能源股份有限公司,广东珠海 519000;银隆新能源股份有限公司,广东珠海 519000;银隆新能源股份有限公司,广东珠海 519000;银隆新能源股份有限公司,广东珠海 519000【正文语种】中文【中图分类】TM911.15锂离子电池作为新一代化学储蓄电池，具有较高的工作电压、较大的体积和重量能量密度、稳定的充放电电压平台、较长的使用时间、且耐低温、对环境友好[1]，已广泛用于笔记本电脑、移动通讯、电动玩具、可视化穿戴产品等领域。
近年来，随着能源危机和环境污染的加剧，在国家的大力推广下，它将成为电动交通工具的首选电源[2]。
锂离子电池的主要由正、负极材料、隔膜、电解液组成，其中负极材料是影响电池性能优劣的关键因素。
在使用的过程中起着储存和释放电池能量的作用。
碳负极材料包括石墨类和非石墨类(比如钛酸锂)，其中石墨类负极的嵌锂电位较低(<1.0 V vs. Li/Li+)、嵌锂容量高、导电性好、安全性高且价格便宜等优点[3]，是目前商业化用锂离子电池的主流负极材料。
但由于石墨类负极材料自身的结构缺陷，导致其与电解液的匹配性较差，在充放电的过程中易与电解液中的丙烯碳酸酯有机溶剂发生共嵌入反应导致结构破坏，从而影响电池的循环稳定性和充放电效率[4]。
功能碳材料 中间相炭微球特征及储锂性能
1、简述中间相炭微球的结构特征，影响其结构的因素有那些？举例说明答：MCMB结构有“地球仪”型、“洋葱”型、“同心圆”型、“平行层”结构和“弯曲层”结构等结构。
影响因素有沥青类化合物的种类、组成等；添加剂种类；热缩聚温度和时间；反应环境压力；环境气氛等因素。
①从原料来看，决定反应完成后中间相微球粒径大小的主要因素取决于沥青混合物中分子在系统加热时发生反应，形成的稠环芳烃（一次QI）在溶液体系中的含量。
根据文献2，随着稠环芳烃含量的增加，MCMB的产量增加，粒径减小。
稠环芳烃含量的增加会增大溶液粘度，抑制中间相小球的生长和融合，证明稠环芳烃在MCMB的初生和成长过程中起着关键作用。
因为不同的沥青化合物反应后产生的稠环芳烃的量不同，所以这可以说明不同种类的原料沥青类化合物会影响MCMB的结构。
②从添加剂来看，物理添加剂主要通过外观形貌（几何形状和尺寸大小）对碳质中间相的形成和发展产生影响；化学添加剂主要靠其化学性质来影响中间相的形成和发展。
根据文献1中描述，以二茂铁为添加剂进行反应，不仅可以充当物理添加剂的作用，具有“形核”和“防止融并”的作用，还可以诱导微球内部分子定向排列。
即随着热缩聚反应温度的提高，芳烃化合物可以与二茂铁反应生成α-Fe并吸附在芳烃缩聚物表面，对热缩聚反应具有催化作用，在一定程度上促进片层分子的有序堆积。
与使用炭黑为添加剂制得的中间相微球对比，添加二茂铁制备中间相沥青微球的热缩聚收率和微球产率都较高。
③从温度和反应压力来看，中间相是液相炭化反应的一个中间状态，所以反应温度对其影响极大，而且密闭环境下温度变化可以改变压力大小通过改变反应体系内组份含量来调节体系粘度，从而控制反应根据文献2，随着反应温度的升高，反应体系中中间相热转化速度加快，导致经由热分解得到的低分子化合物增多，高温下气体又发生膨胀，所以体系的压力增加。
又由于高温下沥青中各种平面芳香分子之间缩聚程度的增加，形成分子量大、热力学稳定的稠环芳烃，使体系的粘度增大，导致中间相沥青软化点随反应温度的升高而升高，而且这种反应导致了中间相小球的生成和生长，提高了中间相小球的粒径。
《储能科学与技术》2020年第9卷主要栏目分类索引
2020年第9卷储能科学与技术《储能科学与技术》2020年第9卷主要栏目分类索引（括号中数字依次表示年-期-起始页）学术争鸣锂硫二次电池之我见……………………………………（2020-1-1）锂硫电池的实用化挑战………………………………（2020-2-593）关于动力电池梯次利用的一些思考…………………（2020-2-598）钠离子电池机遇与挑战………………………………（2020-3-757）电化学电容器正名…………………………………（2020-4-1009）热点点评锂电池百篇论文点评（2019.10.01—2019.11.30）……（2020-1-5）锂电池百篇论文点评（2019.12.1—2020.01.31）…（2020-2-603）锂电池百篇论文点评（2020.02.01—2020.03.31）…（2020-3-762）锂电池百篇论文点评（2020.04.01—2020.05.31）………………………………………………………（2020-4-1015）锂电池百篇论文点评（2020.06.01—2020.07.31）………………………………………………………（2020-5-1428）锂电池百篇论文点评（2020.08.01—2020.09.30）………………………………………………………（2020-6-1812）储能材料与器件MOFs及其衍生物作为锂离子电池电极的研究进……（2020-1-18）钾离子电池负极材料研究进展………………………（2020-1-25）燃料电池传热传质分析进展综述……………………（2020-1-40）络合剂对铁基普鲁士蓝结构及储钠性能的影响……（2020-1-57）高温热处理对三维多孔石墨烯电化学性能的影响…（2020-1-65）石墨烯导电添加剂在锂离子电池正极中的应用……（2020-1-70）实用化软包装锂硫电池电解液的研究………………（2020-1-82）高温相变蓄热电暖器的数值模拟及验证……………（2020-1-88）泡沫铁对石蜡相变储热过程的影响…………………（2020-1-94）石蜡相变材料蓄热过程的模拟研究…………………（2020-1-101）金属泡沫/石蜡复合相变材料的制备及热性能研究…（2020-1-109）非水氧化还原液流电池研究进展……………………（2020-2-617）预锂化对锂离子电池贮存寿命的影响………………（2020-2-626）凝胶聚合物电解质在固态超级电容器中的研究进展…………………………………………………………（2020-3-776）无纺布隔膜用于锂离子电池的研究进展……………（2020-3-784）水合盐热化学储热材料的研究进展…………………（2020-3-791）基于超级电容器的MnO2二元复合材料研究进展…（2020-3-797）AgF预处理稳定化锂负极及其在锂氧气电池中的应用…………………………………………………………（2020-3-807）高镍三元锂离子电池循环衰减分析及改善…………（2020-3-813）水热-炭化法制备菱角壳基硬炭及其储锂性能……（2020-3-818）高首效长寿命硅碳复合材料的制备及其电化学性能…………………………………………………………（2020-3-826）基于三维分层结构的锂离子电池电化学-热耦合仿真及极耳优化…………………………………………………………（2020-3-831）弯曲角度对扁平热管传热性能的影响………………（2020-3-840）熔盐法再生修复退役三元动力电池正极材料………（2020-3-848）泡沫铅板栅的比表面积对铅酸电池性能的影响……（2020-3-856）石墨烯在锂离子电容器中的应用研究进展………（2020-4-1030）冷冻干燥辅助合成MnO/还原氧化石墨烯复合物及其电化学性能………………………………………………………（2020-4-1044）高倍率双层碳包覆硅基复合材料的制备研究……（2020-4-1052）极耳排布对AGM铅炭电池性能的影响……………（2020-4-1060）Sm对La0.5Nd0.35-xSmxMg0.15Ni3.5合金晶体结构和储氢性能的影响………………………………………………（2020-4-1066）储释冷循环对岩石材料性能的影响………………（2020-4-1074）矩形单元蓄热特性及结构优化……………………（2020-4-1082）低熔点四元硝酸盐圆管内受迫对流换热特性……（2020-4-1091）泡沫铁/石蜡复合相变储能材料放热过程及其热量传递规律………………………………………………………（2020-4-1098）纳米增强型复合相变材料的传热特性………………（2020-4-1105）铌元素在锂离子电池中的应用……………………（2020-5-1443）有机物衍生的锂硫电池正极材料研究进展………（2020-5-1454）赝电容特性的三维SnS2/碳复合材料的制备及其储锂性能………………………………………………………（2020-5-1467）NASICON结构Li1+xAlxTi2−x(PO4)3（0≤x≤0.5）固体电解质研究进展………………………………………………（2020-5-1472）锂离子电池极片层数对热积累效应的影响………（2020-5-1489）锌空气电池非贵金属双功能阴极催化剂研究进展………………………………………………………（2020-5-1497）液晶电解质在锂离子电池中的应用进展…………（2020-6-1595）基于溶解沉积机制锂硫电池的研究进展简评……（2020-6-1606）锂离子电池硅基负极比容量提升的研究进展……（2020-6-1614）锂金属电池电解液组分调控的研究进展…………（2020-6-1629）废旧锂离子电池有机酸湿法冶金回收技术研究进展………………………………………………………（2020-6-1641）纳米二氧化硅改性PV APB水凝胶电解质及其在超级电容器中的应用………………………………………………………（2020-6-1651）石墨烯氮掺杂调控及对电容特性影响机制研究进展………………………………………………………（2020-6-1657）铁基氧化还原液流电池研究进展及展望…………（2020-6-1668）锌镍单液流电池发展现状…………………………（2020-6-1678）电化学还原二氧化碳电解器相关研究概述及展望………………………………………………………（2020-6-1691）助熔剂法制备单晶LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2正极材料……（2020-6-1702）涂碳铝箔对磷酸铁锂电池性能的影响……………（2020-6-1714）石墨烯面间距和碳纳米管直径对双电层电容器电容的影响………………………………………………………（2020-6-1720）基于水合盐的热化学吸附储热技术研究进展……（2020-6-1729）木质素在储能领域中的应用研究进展……………（2020-6-1737）基于微通道平板换热器的相变材料放热性能影响研究………………………………………………………（2020-6-1747）新型低熔点混合熔盐储热材料的开发……………（2020-6-1755）溶胶凝胶燃烧合成纳米NiO对太阳盐微结构和热性能的影响………………………………………………………（2020-6-1760）月桂酸/十四醇/二氧化硅定形相变材料的制备及性能研究………………………………………………………（2020-6-1768）高温熔盐基纳米流体热物性的稳定性研究………（2020-6-1775）板式相变储能单元的蓄热特性及其优化…………（2020-6-1784）基于热电制冷的动力电池模组散热性能研究……（2020-6-1790）基于LBM的三角腔固液相变模拟…………………（2020-6-1798）高速储能飞轮转子芯轴-轮毂连接结构优化设计…（2020-6-1806）储能系统与工程基于IFA-EKF的锂电池SOC估算……………………（2020-1-117）基于多尺度锂离子电池电化学及热行为仿真实验研究…………………………………………………………（2020-1-124）MM第6期《储能科学与技术》2020年第9卷主要栏目分类索引基于高斯过程回归的锂离子电池SOC估计…………（2020-1-131）基于ACO-BP神经网络的锂离子电池容量衰退预测…………………………………………………………（2020-1-138）基于改进EKF算法变温度下的动力锂电池SOC估算…………………………………………………………（2020-1-145）基于化学吸/脱附固态储氢的PEMFC动力系统耦合特性研究…………………………………………………………（2020-1-152）一种考虑可再生能源不确定性的分布式储能电站选址定容规划方法…………………………………………………………（2020-1-162）基于变分模态分解的混合储能容量优化配置………（2020-1-170）一种适用于复合储能的双向DC/DC变换器…………（2020-1-178）基于蒙特卡罗源荷不确定性处理的独立微网优化配置…………………………………………………………（2020-1-186）复杂运营环境下快充型公交充电策略优化方法……（2020-1-195）应用于城轨列车混合储能系统的能量管理策略……（2020-1-204）基于相变蓄冷技术的冷链集装箱性能研究…………（2020-1-211）清洁供暖储热技术现状与趋势………………………（2020-3-861）电动汽车混合储能系统自适应能量管理策略研究…（2020-3-878）基于液体介质的锂离子动力电池热管理系统实验分析…………………………………………………………（2020-3-885）基于储能效率分析的CAES地下储气库容积分析……2020-3-892）基于准PR控制的飞轮储能UPS系统………………（2020-3-901）基于磁悬浮储能飞轮阵列的地铁直流电能循环利用系统及实验研究…………………………………………………………（2020-3-910）基于天牛须搜索遗传算法的风光柴储互补发电系统容量优化配置研究…………………………………………………（2020-3-918）基于SVPWM的二极管箝位逆变器中点电压控制…（2020-3-927）飞跨电容型三电平电路在超级电容能馈系统中的应用研究…………………………………………………………（2020-3-935）半球形顶太阳能蓄热水箱内置错层隔板结构及运行参数优化…………………………………………………………（2020-3-942）针刺和挤压作用下动力电池热失控特性与机理综述…………………………………………………………（2020-4-1113）高能量密度锂离子电池结构工程化技术探讨………（2020-4-1127）锂离子电池低温充电老化建模及其充电策略优化…（2020-4-1137）基于自适应扩展卡尔曼滤波的锂离子电池荷电状态估计…………………………………………………………（2020-4-1147）基于粒子群算法的最小二乘支持向量机电池状态估计…………………………………………………………（2020-4-1153）基于三矢量的储能型准Z源光伏逆变器模型预测电流控制…………………………………………………………（2020-4-1159）基于外部储能式动力电池放电均衡系统仿真研究…（2020-4-1167）基于热电制冷的车用太阳能空调系统………………（2020-4-1178）锂离子电池电力储能系统消防安全现状分析……（2020-5-1505）三元软包动力锂电池热安全性……………………（2020-5-1517）成组结构对锂离子电池相变热管理性能的影响…（2020-5-1526）韩国锂离子电池储能电站安全事故的分析及思考………………………………………………………（2020-5-1539）基于特征组合堆叠融合集成学习的锂离子动力电池SOC估算………………………………………………………（2020-5-1548）大规模电池储能调频应用运行效益评估…………（2020-6-1828）跨季节复合储热系统储/释热特性…………………（2020-6-1837）基于分布式能源系统的蓄冷蓄热技术应用现状…（2020-6-1847）某型集装箱储能电池模块的热设计研究及优化…（2020-6-1858）某型集装箱储能电池组冷却风道设计及优化……（2020-6-1864）集装箱储能系统降能耗技术………………………（2020-6-1872）参与一次调频的双馈式可变速抽水蓄能机组运行控制………………………………………………………（2020-6-1878）空冷型质子交换膜燃料电池系统效率的实验研究………………………………………………………（2020-6-1885）用户侧电化学储能装置最优系统配置与充放电策略研究………………………………………………………（2020-6-1890）西北电网储能独立参与电网调峰的模拟分析……（2020-6-1897）基于多模式协调的飞轮储能系统故障穿越控制方法………………………………………………………（2020-6-1905）内燃机增压-压缩空气储能冷热电联产系统………（2020-6-1917）新储能体系氟离子穿梭电池研究进展……………………………（2020-1-217）储能测试与评价三元锂离子动力电池热失控及火灾特性研究………（2020-1-239）圆柱形高镍三元锂离子电池高温热失控实验研究…（2020-1-249）交互多模型无迹卡尔曼滤波算法预测锂电池SOC…（2020-1-257）锂离子电池组结构热仿真……………………………（2020-1-266）磷酸铁锂动力电池备电工况寿命试验研究及分析…（2020-2-638）全钒液流电池建模与流量特性分析…………………（2020-2-645）基于反馈最小二乘支持向量机锂离子状态估计……（2020-3-951）基于高斯混合回归的锂离子电池SOC估计…………（2020-3-958）高电压锂离子电池间歇式循环失效分析及改善……（2020-3-964）基于锂离子电池简化电化学模型的参数辨识………（2020-3-969）基于反激变换器的串联电池组新型均衡方法研究…（2020-3-979）基于动态综合型等效电路模型的动力电池特性分析…………………………………………………………（2020-3-986）811型动力电池内部温度及生热特性测试与分析…（2020-3-993）飞轮储能游梁式抽油机仿真分析……………………（2020-4-1186）基于自适应CKF的老化锂电池SOC估计…………（2020-4-1193）一种改进的支持向量机回归的电池状态估计……（2020-4-1200）基于高斯过程回归的UKF锂离子电池SOC估计…（2020-4-1206）基于EEMD-GSGRU的锂电池寿命预测……………（2020-5-1566）燃料电池物流车城市应用准备度评价……………（2020-5-1574）基于IBA-PF的锂电池SOC估算……………………（2020-5-1585）锂离子电池安全预警方法综述……………………（2020-6-1926）基于BMS的锂离子电池建模方法综述……………（2020-6-1933）基于BP-PSO算法的锂电池低温充电策略优化……（2020-6-1940）基于分布估计算法LSSVM的锂电池SOC预测……（2020-6-1948）基于改进粒子滤波的锂电池SOH预测……………（2020-6-1954）三元锂离子电池多目标热优化……………………（2020-6-1961）基于LSTM-DaNN的动力电池SOC估算方法……（2020-6-1969）锂电池满充容量的自适应估计方法………………（2020-6-1976）基于载波移相调制的模块化多电平电池储能系统直流侧建模………………………………………………………（2020-6-1982）耦合温度的锂离子电池机理建模及仿真试验………（20206-1991）储能标准与规范锂离子电池储能系统BMS的功能安全分析与设计…（2020-1-271）储能系统锂离子电池国内外安全标准对比分析……（2020-1-279）锂离子电池热失控泄漏物与毒性检测方法（2020-2-草案）…………………………………………………………（2020-2-633）储能经济技术性分析电化学储能在发电侧的应用…………………………（2020-1-287）基于文献计量的储能技术国际发展态势分析………（2020-1-296）分布式储能发展的国际政策与市场规则分析………（2020-1-306）MMI2020年第9卷储能科学与技术庆祝陈立泉院士八十寿辰专刊基于碳酸酯基电解液的4.5V电池……………………（2020-2-319）电解液组成对固相转化机制硫电极性能的影响……（2020-2-331）全固态锂硫电池正极中离子输运与电子传递的平衡…………………………………………………………（2020-2-339）P2-O3复合相富锂锰基正极材料的合成及性能研究…………………………………………………………（2020-2-346）锂离子电池正极材料β-Li0.3V2O5的电化学性能研究…………………………………………………………（2020-2-353）低温熔融盐辅助高效回收废旧三元正极材料………（2020-2-361）锂合金薄膜层保护金属锂负极的机理………………（2020-2-368）尖晶石锰酸锂正极在Water-in-salt电解液中的电化学性能…………………………………………………………（2020-2-375）探究锡在钠离子电池层状铬基正极材料中的作用…（2020-2-385）基于多氟代醚和碳酸酯共溶剂的钠离子电池电解液特性…………………………………………………………（2020-2-392）动力电池轻度电滥用积累造成的性能和安全性劣化研究…………………………………………………………（2020-2-400）三元前驱体微观形貌结构对LiNi0.85Co0.10Mn0.05O2正极材料性能的影响……………………………………………（2020-2-409）固体氧化物燃料电池高催化活性阴极材料SrFeFxO3-x-δ…………………………………………………………（2020-2-415）压缩空气储能系统膨胀机调节级配气特性数值研究…………………………………………………………（2020-2-425）低熔点混合硝酸熔盐的制备及性能分析……………（2020-2-435）原位合成纳米ZnO对太阳盐比热容的影响…………（2020-2-440）高能量密度锂电池开发策略…………………………（2020-2-448）锂离子固体电解质研究中的电化学测试方法………（2020-2-479）基于硫化物固体电解质全固态锂电池界面特性研究进展…………………………………………………………（2020-2-501）钠离子电池：从基础研究到工程化探索……………（2020-2-515）固态电解质锂镧锆氧（LLZO）的研究进展………（2020-2-523）三元NCM锂离子电池高电压电解质的研究进展…（2020-2-538）双离子电池研究进展…………………………………（2020-2-551）锂离子电池纳米硅碳负极材料研究进展……………（2020-2-569）高安全性锂电池电解液研究与应用…………………（2020-2-583）未来科学城储能技术专刊锂离子电池全生命周期内评估参数及评估方法综述…………………………………………………………（2020-3-657）电池储能技术研究进展及展望………………………（2020-3-670）燃料电池车载储氢瓶结构对加氢温升的影响………（2020-3-679）燃料电池系统氢气利用率的试验研究………………（2020-3-684）可再生能源电解制氢成本分析………………………（2020-3-688）基于国产三型瓶的氢气加注技术开发………………（2020-3-696）35MPa/70MPa加氢机加注性能综合评价研究……（2020-3-702）碳布电极材料对全钒液流电池性能的影响…………（2020-3-707）全钒液流电池碳纤维纸电极的表面改性……………（2020-3-714）潮汐式地热能储能供热调峰系统效益分析…………（2020-3-720）陆上风场液流电池储能经济性分析…………………（2020-3-725）钢铁行业中低温烟气余热相变储热装置特性分析…（2020-3-730）基于价值流分析的微网储能系统建模与控制方法…（2020-3-735）水溶性沥青基多孔炭的电性能………………………（2020-3-743）铁-铬液流电池250kW/1.5MW·h示范电站建设案例分析…………………………………………………………（2020-3-751）储能专利基于专利的无机固态锂电池电解质技术发展研究………………………………………………………（2020-3-1001）高比特性高压锂离子电池组技术专利分析………（2020-4-1214）储能教育储能科学与技术专业本科生培养计划的建议……（2020-4-1220）钠离子电池技术专刊钠离子电池标准制定的必要性……………………（2020-5-1225）非水系钠离子电池的电解质研究进展……………（2020-5-1234）钠离子无机固体电解质研究进展…………………（2020-5-1251）钠离子硫化物固态电解质研究进展………………（2020-5-1266）NASICON结构钠离子固体电解质及固态钠电池应用研究进展………………………………………………………（2020-5-1284）钠离子电池聚合物电解质研究进展………………（2020-5-1300）钠离子电池电解质安全性：改善策略与研究进展………………………………………………………（2020-5-1309）钠离子电池金属氧/硫/硒化物负极材料研究进展…（2020-5-1318）钠离子电池层状氧化物正极：层间滑移，相变与性能………………………………………………………（2020-5-1327）钠离子电池层状正极材料研究进展………………（2020-5-1340）钠离子电池钒基聚阴离子型正极材料的发展现状与应用挑战………………………………………………………（2020-5-1350）基于无机钠离子导体的固态钠电池研究进展……（2020-5-1370）过渡金属氧化物微纳阵列在钠离子电池中的研究进展………………………………………………………（2020-5-1383）钠离子电池层状氧化物正极材料的表面修饰研究………………………………………………………（2020-5-1396）以废旧锰酸锂正极为原料制备Li0.25Na0.6MnO2钠离子电池正极材料的研究…………………………………………（2020-5-1402）钠离子电池正极材料VOPO4·2H2O纳米片的合成与电化学性能…………………………………………………（2020-5-1410）钠离子电池层状过渡金属氧化物中阴离子氧的氧化还原反应活性调控………………………………………………（2020-5-1416）产经动态普星聚能继续深耕储能市场：植根长三角，放眼全世界………………………………………………………（2020-5-1593）MMII。
【精品文章】一文了解碳微球制备方法及应用
一文了解碳微球制备方法及应用
碳微球具有自烧结性能、化学惰性、高堆积密度、优良的导电和导热性等优异性能，广泛用于高密高强碳材料、高性能液相色谱柱填料、催化剂载体、超高比表面积活性炭和锂离子二次电池负极材料等，越来越受到人们的重视。
下面小编简要介绍碳微球的制备方法及应用。
一、碳微球概述
球形碳材料是在20世纪60年代发现的，人们在研究焦炭的形成过程中发现沥青类化合物在热处理过程中会发生中间相转变，生成中间相小球，称为中间相碳微球。
左图：碳微球示意图；右图：碳微球SEM图
碳微球按照内部结构可分为实心碳微球、中空碳微球和核壳碳微球。
中空碳微球比实心碳微球和核壳碳微球密度小，比表面积大，在吸附性领域更具优势；石墨化程度高的碳微球比石墨化程度低的碳微球稳定性更好，在电学、磁学和力学领域更具优势。
二、碳微球制备方法
碳微球制备方法主要有：溶剂（水）热法、化学气相沉积法（CVD 法）、模板法、机械球磨法、乳化法等。
其中溶剂热法、CVD 法和模板法是目前制备碳微球的 3 种相对有效的方法，但3种不同方法所得碳微球的结构和性能迥异。
1、溶剂（水）热法
溶剂热法是合成具有特种结构和性能的化合物与新材料的一种有效方法，是目前研究的热点之一。
溶剂热法制备碳微球是在高温高压密闭环境。
软硬双模板法制备双介孔炭及其储锂性能研究
软硬双模板法制备双介孔炭及其储锂性能研究孙兵;唐文;丛野;袁观明;李轩科【摘要】以中间相沥青为前驱体,三嵌段共聚物 F127 和纳米 CaCO3分别为软硬模板剂,采用有机-无机自组装方式制备双介孔炭(BMCs)用作锂离子电池负极材料.借助 XRD、Roman、SEM、TEM、氮气吸脱附及恒电流充放电测试对所制双介孔炭材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征,研究了软硬模板剂比例与热处理温度对其孔结构及电化学性能的影响.结果表明,当中间相沥青、三嵌段共聚物F127、纳米 CaCO3质量比为2∶1∶7时,所制备的双介孔炭材料电化学性能最佳,在 100 mA/g 的电流密度下,该材料首次放电比容量可达 563.2 mAh/g,100 次循环容量保持率为 81.25%,在 2000 mA/g 的电流密度下,其放电比容量为 206.3 mAh/g;随着热处理温度的升高,双介孔炭孔道结构逐渐坍塌,其可逆储锂容量不断降低,在热处理温度为1800 ℃时降到最低值,当热处理温度进一步升高达到2300 ℃以上时,因石墨微晶排列有序度大幅提高,有利于锂离子的嵌入脱出,由此导致材料的可逆储锂容量又开始不断增加.热处理温度低于2300 ℃时,材料的储锂容量主要取决于其内部缺陷及孔隙,在2300 ℃及更高温度进行热处理时,材料的储锂容量主要为层间插锂容量.%Bimodal mesoporous carbons (BMCs)were prepared by using mesophase pitch as precursor, pluronic F127 and nanosized CaCO3as soft and hard templates through organic/inorganic self-assem-bly method and used as anode materials.The structure and morphology of the samples were charac-terized by XRD,Raman,SEM,TEM and N2adsorption-desorption isotherms.The electrochemical performances of the samples were analyzed by cyclic voltammetry (CV)and galvanostatic charge-dis-charge (GCD).The effects of the ratio of templates and heat treatmenttemperatures on the porous structure and crystal structure of bimodal mesoporous carbons were investigated.The results show that ratio of templates and heat treatment temperature significantly affect the porous structure and crystal structure.BMCs prepared with the template ratio of 2∶1∶7 at a low temperature manifest good electrochemical performance.As anode materials for lithium-ion batteries,BMCs exhibit a re-versible capacity of 563.2 mAh/g at a current density of 100 mA/g during 100 cycles.Meanwhile, BMCs deliver high-rate capability with 206.3 mAh/g at 2000 mA/g and long-term cyclability with a capacity retention of 81.25% after 100 cycles.In the subsequent heat treatment process,the reversi-ble capacity decreases first and then increases with the increase of heat treatment temperature due to the collapse of porous structure and growth of crystallite.At 1800 ℃,it decreases to the lowest.In addition,the reversible ca pacity of BMCs treated below 2300 ℃ is mainly contributed by the defects and pores,and when the heat treatment temperature exceeds 2300 ℃,the reversible capacity begins to increase which is because of electrochemical insertion of Li+ions into graphene layers.【期刊名称】《武汉科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(041)004【总页数】9页(P276-284)【关键词】中间相沥青;介孔炭;锂离子电池;负极材料;双模板法;储锂性能;电化学性能【作者】孙兵;唐文;丛野;袁观明;李轩科【作者单位】武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北武汉,430081;武汉科技大学煤转化与新型炭材料湖北省重点实验室,湖北武汉,430081【正文语种】中文【中图分类】O613.71随着雾霾频频袭扰，环境污染问题已成国人心头之患，因此零排放、零污染的纯电动汽车备受消费者青睐。
硫掺杂硬炭的制备与储锂-钠性能研究
硫掺杂硬炭的制备与储锂-钠性能研究硫掺杂硬炭的制备与储锂/钠性能研究1.引言锂离子电池和钠离子电池是目前应用最广泛的可充电电池系统，能够满足不同领域对电能存储的需求。
然而，现有的电池材料往往存在容量衰减、循环稳定性不足等问题，限制了电池的应用和发展。
因此，开发新型高性能电池材料变得尤为重要。
硫掺杂硬炭作为一种新型电极材料，具有高比容量、较长的循环寿命以及良好的热稳定性，成为研究的热点之一。
本文将介绍硫掺杂硬炭的制备方法以及其储锂/钠性能的研究进展。
2.硫掺杂硬炭的制备2.1活化剂选择硫掺杂硬炭的制备通常采用热处理和硫化方法。
在热处理过程中，活化剂的选择直接影响硬炭的孔结构和表面性质。
常用的活化剂有碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和碱金属硫酸盐等。
碱金属氢氧化物活化剂能够生成较大孔径和较高比表面积的硬炭。
2.2硫化方法硫化方法是将硬炭和硫化物反应生成硫掺杂硬炭的过程。
常用的硫化剂有硫酸盐、硫化氢和硫粉等。
硫酸盐在常温下反应速度较慢，需要提高反应温度，而硫化氢反应速度快但易挥发。
因此，硫粉成为硫掺杂硬炭制备的理想硫化剂，能够在较低温度下进行反应。
3.储锂/钠性能研究3.1硫掺杂硬炭的储锂性能硫掺杂硬炭作为锂离子电池的负极材料，具有优异的储锂性能。
硫掺杂能够提供大量的可逆储锂位点，使得硬炭材料的容量得到提升。
硬炭中的硫原子能够与锂离子发生化学反应，形成硫化锂以及硫化碳锂化合物，实现高容量锂离子存储。
3.2硫掺杂硬炭的储钠性能硫掺杂硬炭作为钠离子电池的负极材料也具有良好的储钠性能。
硫掺杂硬炭通过嵌入式储钠机制实现钠离子的存储。
硫原子与钠离子发生化学反应形成硫化钠和硫化碳钠化合物，实现高容量的钠离子存储。
4.结论硫掺杂硬炭作为一种新型电极材料，在储锂/钠性能方面具有优异的表现。
通过不同的制备方法可以调控硬炭的孔结构和表面性质，进而影响储锂/钠性能。
未来的研究可以通过优化制备工艺，结合其他改性方法进一步提高硫掺杂硬炭的性能。
硬碳材料的制备及其储钠性能研究
硬碳材料的制备及其储钠性能研究硬碳材料的制备及其储钠性能研究近年来，能源储存与转化技术的研究成为全球科学界的热点之一。
作为一种重要的储能材料，钠离子电池因其成本低、钠资源丰富、容易实现可扩展性等特点，备受关注。
而硬碳材料因其高能量密度、良好的电导率、较长的循环寿命等优点，被广泛研究作为钠离子电池的负极材料。
本文将介绍硬碳材料的制备方法，并探讨其在钠离子电池中的储钠性能研究。
首先，硬碳材料的制备主要有炭化法、氮化法和碳酸盐法等多种方法。
炭化法是最常用的制备硬碳材料的方法之一。
该方法将有机物质在高温下炭化，生成纯净的碳材料。
采用不同的原料和炭化条件，可以得到不同形态的硬碳材料，如碳纳米管、多孔碳材料等。
氮化法将有机物与氮气反应，在高温下使氮原子取代碳原子，生成氮掺杂的硬碳材料。
碳酸盐法则是利用碳酸盐作为前驱体，在高温下进行热处理，将其转化为硬碳材料。
这些制备方法在不同情况下能够得到不同结构和性能的硬碳材料，满足不同应用需求。
其次，硬碳材料在钠离子电池中的储钠性能引起了广泛关注。
储钠性能的良好与否直接影响到电池的性能和循环寿命。
硬碳材料具备高能量密度和较长的循环寿命，这使其成为理想的负极材料之一。
其储钠机制主要通过钠离子的插入/脱插实现。
在充放电循环中，硬碳材料发生电化学反应，将钠离子嵌入或释放给晶格空隙，实现了电能的储存和释放，从而实现了电池的充放电。
储钠性能的研究主要包括电化学性能测试和材料结构表征两个方面。
电化学性能测试可以通过循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗谱等方法来研究硬碳材料的充放电反应过程、容量保持以及循环寿命等。
材料结构表征则可以通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等方法来观察硬碳材料的形貌、晶体结构、孔隙性能等。
这些研究方法的结合可以全面了解硬碳材料的储钠性能特点，并为材料的优化设计提供指导。
最后，未来硬碳材料的研究可着重于提高储钠性能和扩大应用范围。
钠离子电池硬碳负极材料研究进展
摘要随着高性能电极材料的开发和储钠机理的研究，钠离子电池的电化学性能得到极大的提升。
硬碳作为公认的最成熟和最具商业化潜质的负极材料，仍面临着首次库仑效率低、倍率性能较差等问题。
同时，科研人员投入巨大精力深入研究硬碳储钠机理，探索提高性能和降低成本的合成方法。
但对于储钠机理仍存在分歧，尤其对低压平台区的储钠机制有较大争议。
本工作通过对近期文献的综合分析，基于硬碳材料的嵌入、吸附及纳米孔填充三种不同储钠过程，着重介绍了“嵌入-吸附”“吸附-嵌入”和其他多种形式的复合储钠机理。
随后，在深入了解硬碳材料储钠机理的基础上，分析了比表面积、孔隙、缺陷、层间距和官能团等对硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。
同时介绍了结构优化和涂覆涂层方法表面改性对改善硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。
为了促进硬碳的实际应用，阐述了电解质优化对ICE膜性能改善及倍率性能的影响。
综合分析表明，硬碳材料改性及电解液优化，有望同时实现高倍率性能、高首次库仑效率和循环稳定性。
关键词钠离子电池；硬碳；负极材料；首次库仑效率；倍率性能；储钠机理20世纪七八十年代，锂离子电池因其优异的电化学性质而迅速实现其商业化。
但锂资源有限且在世界范围内分布不均，限制其发展。
尤其锂资源在我国储存量少且需求量不断增加，无论是市场还是国家层面都亟需锂离子电池替代品的出现。
钠与锂为同一主族元素，有相似的物理化学性质，且钠地壳丰度(2.74%)比锂(0.0065%)高420多倍，分布广泛、价格低廉，因此钠离子电池成为锂离子电池的补充替代品进而得到研究人员的关注。
钠离子电池因与锂离子电池具有相似的物理化学性质、较低的成本、更高的安全性而成为锂离子电池优异的替代品。
电池材料与其工作电压、循环性能、能量密度、倍率性能等密切相关，而离子半径存在较大的差异性，使得在锂离子电池中广泛应用的石墨负极材料无法在钠离子电池中得到沿用，因此高能量密度材料的开发显得尤为重要。
硬碳储锂机理
硬碳储锂机理
硬碳储锂的机理可以从硬碳阳极的恒流锂化/钠化电压分布来理解。
在这个过程中，有两种主要的锂离子和钠离子的存储行为。
首先，锂离子的插层发生在硬碳的石墨晶格中，这种插层行为主要导致了一个倾斜的电压段。
然而，对于钠离子来说，其主要是在硬碳的内表面进行化学吸附，形成封闭的孔隙。
这种化学吸附行为不仅在高温退火的样品中更为显著，还对随后的纳米团簇过程产生抑制效果。
另外，有研究认为，硬碳阳极的电化学足迹与锂和钠离子的氧化还原机制和存储位点之间存在密切的关系。
在硬碳的石墨晶格中，锂离子的插层会引发倾斜电压段的出现，而钠离子则主要通过在硬碳的内表面进行化学吸附来形成封闭的孔隙。
然而，硬碳阳极的储锂机制仍需进一步的研究和探索，以便更好地了解其电化学性能和机理，从而为未来的应用提供更多的启示和可能。
钠离子电池硬炭技术路线
钠离子电池硬炭技术路线全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：一、硬炭技术路线的原理钠离子电池的正极材料一般采用硬碳材料，其主要原理是将钠离子嵌入到硬碳材料的结构中，从而实现电荷的储存和释放。
在传统的硬碳技术中，一般采用石墨烯、碳纳米管等硬碳材料作为正极材料。
而硬炭技术路线则是通过对硬碳材料的结构进行优化和调控，提高其充放电性能和循环寿命。
硬炭技术路线的主要原理是通过控制硬碳材料的晶体结构和孔隙结构，提高其导电性、离子扩散性和电化学稳定性。
具体来说，通过优化硬碳材料的孔隙结构可以增加钠离子在正极材料中的扩散速度和比表面积，从而提高钠离子的嵌入和脱嵌效率。
通过合理设计硬碳材料的晶体结构，可以提高其循环稳定性和电化学性能，进而延长钠离子电池的使用寿命。
相对于传统的硬碳技术，硬炭技术路线具有以下几个显著优势：1. 提高能量密度：通过优化硬炭材料的结构和性能，可以提高钠离子电池的能量密度，进而提高电池的能量储存效率和续航能力。
2. 延长循环寿命：硬炭技术路线可以降低硬碳材料在充放电过程中的结构破坏和容量退化，从而提高钠离子电池的循环寿命和稳定性。
4. 降低成本：硬炭技术路线可以利用廉价材料制备高性能的正极材料，降低钠离子电池的生产成本和市场价格，进而推动其在能源存储领域的应用和推广。
作为钠离子电池领域的重要突破方向之一，硬炭技术路线在近年来取得了一系列重要进展。
越来越多的研究机构和企业投入到硬炭技术的研发和应用中，推动了钠离子电池的性能和稳定性不断提升。
未来，随着硬炭技术路线的不断完善和推广，钠离子电池将逐渐取代锂离子电池成为主流能源储存技术。
硬碳材料的优化和改进将进一步提高钠离子电池的能量密度和循环寿命，满足不同领域对能源存储需求的多样化和高效化。
硬炭技术路线作为钠离子电池的关键技术之一，具有重要的研究和应用价值。
进一步深入研究和开发硬炭技术，将有助于推动钠离子电池的商业化应用和产业化发展，为实现清洁能源和可持续发展做出积极贡献。
硬碳 负极 首次库伦效率 表征
硬碳是一种重要的电池负极材料，它在锂离子电池和钠离子电池中被广泛应用。
作为一种高性能的负极材料，硬碳在电池中起着至关重要的作用。
在电池的首次充放电过程中，硬碳负极的首次库伦效率对电池的性能具有重要影响。
本文将就硬碳负极的首次库伦效率进行表征和讨论。
1. 硬碳的特性硬碳是指在高温条件下石墨素材的热处理产物，主要由石墨烯层构成，具有较高的比表面积和良好的导电性能。
硬碳材料具有优异的储锂性能和稳定的循环寿命，是一种理想的负极材料。
2. 负极的首次充放电过程在电池的首次充放电过程中，电极材料与电解液之间会发生一系列的电化学反应。
这些反应包括金属锂或钠的嵌入和脱嵌过程，以及固态电解质和活性物质之间的化学反应。
在这一过程中，电极材料的表面形成固态电解质界面和重组反应，对电池的首次库伦效率有重要影响。
3. 首次库伦效率的定义首次库伦效率是指在电池首次充放电循环中正负极的实际充放电容量与理论充放电容量之比。
首次库伦效率越高，说明电池在首次循环中损失的活性锂或钠越少，循环性能和能量密度会更好。
4. 硬碳负极的首次库伦效率硬碳作为一种优秀的负极材料，其首次库伦效率对电池性能至关重要。
硬碳材料具有较高的结构稳定性和较低的电化学活性，因此在首次充放电循环中能够实现较高的首次库伦效率。
研究表明，合理优化硬碳材料的结构和粒径分布，可以进一步提高硬碳负极的首次库伦效率。
硬碳表面的功能化处理和合适的固液界面工程也可以对硬碳的首次库伦效率产生积极影响。
5. 表征硬碳负极的方法为了准确地表征硬碳负极的首次库伦效率，需要采用一系列表征手段进行分析。
包括电化学交换循环伏安法、原位透射电镜技术、原位红外光谱技术、原位X射线衍射技术等。
这些表征手段可以从不同的角度对硬碳负极的结构、电化学性能和界面反应进行表征，为揭示硬碳负极的首次库伦效率提供了有力的工具。
6. 应用展望硬碳作为一种优秀的负极材料，其在锂离子电池和钠离子电池中的应用前景十分广阔。
活性化碳微球的制备与应用研究
活性化碳微球的制备与应用研究活性化碳微球是一种新型的材料，其制备和应用领域正在逐步扩大。
本文将介绍活性化碳微球的制备方法以及在环境、能源和生物技术等领域中的应用。
一、活性化碳微球的制备方法活性化碳微球的制备方法有很多种，其中比较常见的有以下几种：1. 溶剂交互沉淀法这种方法主要是利用水溶液与有机溶液相互作用的概念，通过在水中溶解一种适宜的聚合物，然后在有机相中加入适量的交联剂和溶剂，经过一些物理或化学反应生成的微球经过高温炭化、活化等过程即成为活性化碳微球。
2. 聚苯乙烯微球模板法该方法利用聚苯乙烯微球为模板，为增加聚合物与基体之间的交联性，在聚苯乙烯微球的表面涂上一层活性单体，待聚合物交联后经高温炭化、活化即可得到活性化碳微球。
3. 热分解法该方法主要采用含有活性炭前体物的高聚物或聚合物作为材料，通过热分解得到微球。
二、活性化碳微球在环境领域的应用由于具有高比表面积和良好的吸附性能，活性化碳微球在环境领域的应用非常广泛，例如：1. 污水处理活性化碳微球可以作为吸附剂，用于处理污水、废水中的有毒和有害物质，如重金属、水溶性有机物等。
2. 空气净化活性化碳微球可以吸附室内有害气体和异味，如甲醛、苯等，用于改善室内空气质量。
3. 噪声控制活性化碳微球可以吸附声波，用于控制噪声，如公路、铁路和机场等噪声污染的治理。
三、活性化碳微球在能源领域的应用活性化碳微球具有良好的导电性、催化性和电容性，因此在能源领域的应用也非常广泛。
1. 锂离子电池活性化碳微球可以作为负极材料，用于锂离子电池中。
2. 超级电容器活性化碳微球可以用于制备超级电容器，其比电容达到了极高的数千法拉，是目前电容器领域的研究热点。
四、活性化碳微球在生物技术领域的应用活性化碳微球在生物技术领域的应用也非常有前途。
有研究表明，活性化碳微球可以用于生物分离、药物缓释等方面。
1. 生物分离活性化碳微球可以通过表面功能化，促进与生物分子之间的特定相互作用，从而实现对生物分子的分离和纯化，如DNA、蛋白质等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
方 便地 从 电压 估 计 电池 的充 放 电状 态 ， 便 于 电池 管 理 。此 外 ， 硬 炭较 石 墨具有 更好 的耐 过充性 能 ， 在嵌 锂 １ １ ０ ％时 ， 表 面 仍 不 会 析 出金 属 锂 ； 而 石 墨在 嵌锂 １ ０ ５ ％ 时， 已有金 属锂 沉积 ； 因此 硬炭 的安全性 更 高 。再者 ， 与石 墨相 比 ， 硬炭具 有 与 电解 液 的兼容 性 好和 倍率 性 良好 等 特 点 。研 究 表 明 ， 作 为 负极 的 炭材料 ， 其储 锂特 性不 仅与 材料 结构 有很 大关 系 ， 而 且 与材 料 的形 貌 也 有 影 响 。炭 微 球 具 有 规 则 的形 貌、 光滑 的表面 、 高 的 堆积 密 度 ， 是 一 类 极 具 优 势 和 潜 力 的锂离 子 电池 负极 材 料 ， 其 研 究 开 发 日益受 到 重 视 ， ＂ ］ 。 本 文采 用高 分子 自组 装 的方式合 成 了聚 苯 乙烯
微球 ， 经过氧化和高温炭化处理制备硬炭微球 ， 并考
察 了硬 炭微 球作 为锂 离子 负极 材料 的 电化学 性能 。
１ 实 验
１ ． １ 硬 炭微 球 制备 采 用水 热 法 制 备 聚 苯 乙烯 小 球 ， 过 程如下 ： 将 ０ ． ３ ｇ聚 乙烯基 吡咯烷 酮 Ｋ ２ ３ ０（ Ｐ Ｖ Ｐ ） 溶人 １ ５ ｍ Ｌ的
２ ０ １ ３年 １ Ｏ月 １ ２日收到 国家 自然科学基金
乙醇 中然 后加 入 ２ ． ２ ｇ的二 乙烯基 苯 （ Ｄ Ｖ Ｂ） 和０ ． １ ５ 偶氮二异丁腈 （ Ａ Ｉ Ｂ Ｎ ） ， 置入 ６ ０℃油浴 中， 氮气保护 下反 应 １ ２ ｈ 。反应 结束 后 ， 丙酮洗涤 ， 经过干燥 ， 于 １ ２ ０℃氧 化 ５ ｈ 。将 样 品在氮 气保 护下 炭 化 ， 炭化 升 温速 率为 ２￣／ ｍ ｉ ｎ ， 升至 １ ０ ０ ０ ｏ Ｃ后保 温 ２ ｈ ， 然 后
子聚合物热解反应得到的 ， 因其炭化初期便经由 ｓ ｐ ３
杂化 形成 立体 交联 ， 炭 化后 成为相 互交 错 的石 墨层 ， 妨碍 了 网面平 行成 长 ， 即使 在 ２ ５ ０ ０℃ 以上 的高 温
也难以石墨化。所 以硬炭 的 ： 值也较 大， 锂离子 扩散较 快 ， 有助 于快 速 充 放 电 。 由于 具 有 丰 富 的纳 米孔隙 ， 在嵌锂过程中， 锂离子能够嵌入到石墨层两 边及 纳米 孑 Ｌ 隙中， 因而 具 有 更 高 的 比容量 。同 时硬 炭的充放 电曲线不会 出现 明显 的电压平台， 因此能
⑥ ２ ０ １ ４ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ ． Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
ห้องสมุดไป่ตู้
硬 炭微球的制备及其储锂性 能研究
郭玉强 陈 克 马 伟 徐赛 男 刘 敏 赵峰 惠 付 贵林 陈 永
（ 热带生物资源教 育部重点实验室 ； 热带岛屿资源先进材料教育部重点 实验室 ，
海南省硅锆钛资源综 合开发 与利用重点实验室 ； 海南大学 ， 海口５ ７ ０ ２ ２ ８ ）
第１ ４卷
第 ６期
２ ０ １ ４年 ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ ０ ｌ ＿ １ ４ Ｎｏ ． ６ Ｆ ｅ ｂ ．２ ０１ ４
１ ６ ７ １ ～ １ ８１ ５（ ２ ０ １ ４ ） ０ ６ — ０１ ６ ４ — ０ ４
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
微球 的首 次放 电比容量 为 ５ ０ ５ ｍＡ・ ｈ ／ ｇ ， ４ ０次循环后保持在 ３ ０ ４ ｍ Ａ・ ｈ ／ ｇ 。
关键词
锂 离子电池
负极材 料
硬 炭微 球 Ｂ
自组装
中图法分类号
Ｔ Ｍ ９ １ １ ． １ ５ ；
文献 标志码
锂 离 子 电池是 当今 社会 最 为重 要 的二 次 电池 ，
具有工作电压高、 能量密度高 、 循环寿命长、 环境友 好等优点 ， 在手机、 数码相机、 便携式电脑等领域得 到广 泛应 用 。 自从 Ｓ ｏ ｎ ｙ公 司 １ ９ ９ ２年用炭 作 负极 推 出商 品化 的 Ｃ ／ Ｌ ｉ Ｃ ｏ Ｏ ， 锂 离子 电池 以来 ， 炭材 料 因具 有较高的储锂容量（ ３ ７ ２ ｍ Ａ・ ｈ ／ ｇ ， 对应于 Ｌ ｉ Ｃ ） ） 、 良好 的可 逆 性 和 平 稳 较 低 的 放 电平 台 （ ０～０ ． ２ ５ Ｖ Ｕ Ｓ ．Ｌ ｉ ／ Ｌ ｉ ） 等优 点 ， 而得 到广 泛深入 的研 究 和应 用 。 其 中包括 天然 石 墨 、 硬炭、 软炭 、 石 油焦 、 炭纤维 、 中 间相 炭微 球 （ ＭＣ ＭＢ ） 及 炭 的复合 电极 材料 等 ¨ Ｊ 。 目 前， 已商业化应用 的锂离子电池负极材料基 本上 都是 炭材 料 ， 主 要 是 石 墨 和 中 间相 碳 微 球 。在 电 池 充 放 电过 程 中 ， 锂 在 炭 材 料 内脱／ 嵌 锂 并 形 成 Ｌ ｉ Ｃ ６ ， 主要 有 Ｌ ｉ Ｃ ６ 、 Ｌ ｉ Ｃ １ ２ 、 Ｌ ｉ Ｃ Ｌ ｉ Ｃ ２ ４ 。除石 墨类 炭 材料外 ， 其它炭材料（ 如软炭和硬炭） 也具有较高的 储锂 容量 。其 中硬 炭材 料 由于储 锂容 量超过 石 墨材 料 的理 论 容 量 引 起 人 们 的关 注 。硬 炭 是 高 分
摘
要 以二乙烯 基苯 （ Ｄ Ｖ Ｂ ） 为交联剂 、 偶氮二异丁腈（ Ａ Ｉ Ｂ Ｎ） 为引发剂、 聚 乙烯 吡咯烷酮（ Ｐ Ｖ Ｐ ） 为模版剂 ， 通过 自组装 ， 制备
聚苯 乙烯微球 。经过氧 化和高温炭化 转换 成硬 炭微 球。考察 了硬 炭微球作为锂 离子负极材 料的 电化 学性能。结果表 明硬炭