改性沥青基硬碳材料的可控制备及其储钠性能

作者：陈涛; 吴吉昊; 车晓刚; 刘思宇; 韩兴华^*; 郑易庭; 杨卷^*

来源：洁净煤技术, 2023, 29(02): 92-98.

DOI：10.13226/j.issn.1006-6772.CA23021301

• 煤沥青
• 表面化学改性
• 硬碳负极
• 电化学性能
• 钠离子电池

钠离子电池(SIBs)用碳负极材料的可控制备与结构优化是电化学储能领域研究的热点方向之一。以煤化学工业副产物煤沥青为原料，通过对苯二甲醇化学交联表面改性辅以高温碳化处理，成功制备了改性沥青基硬碳材料，并用于SIBs负极。SEM、TEM、氮气吸脱附测试等表征结果证实，煤沥青的化学交联改性能够有效减缓其高温石墨化进程，进一步增大层间距(0.373 nm)和碳层的无序度，同时获得的硬碳材料颗粒尺寸由15μm减小至约2μm。电化学测试结果表明，所制备的改性沥青基硬碳材料(HC-1300)首次库伦效率高达80.1%,在电流密度为0.1 A/g时，其比容量为232.2 mAh/g,明显优于直接碳化获得的样品(DC-1300)。此外，在5 A/g高电流密度下，HC-1300样品的比容量为171.1 mAh/g,且经1 500圈充放电循环后容量保持率为74.9%,展现出良好的倍率性能和循环稳定性。

• 单位
  中北大学; 西安交通大学