CN1547271B 锂离子二次电池石墨负极材料的氧化成膜改性方法 1-6

石墨作为锂离子电池负极材料

石墨作为锂离子电池负极材料 锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。充电时，锂离子从正极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到正极中。 锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。 石墨由于具备电子电导率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点，成为目前主流的商业化锂离子电池负极材料。 石墨的嵌锂机理 石墨导电性好，结晶程度高，具有良好的层状结构，十分适合锂离子的反复嵌入-脱嵌，是目前应用最广泛、技术最成熟的负极材料。锂离子嵌入石墨层间后，形成嵌锂化合LixC6（0≤x≤1），理论容量可达372mAh/g（x=1），反应式为：xLi++6C+xe-→LixC6 锂离子嵌入使石墨层与层之间的堆积方式由ABAB变为AAAA，如下图所示。

●石墨的改性处理 由于石墨层间距（d002≤0.34nm）小于石墨嵌锂化合物LixC6的晶面层间距（0.37nm），致使在充放电过程中，石墨层间距改变，易造成石墨层剥落、粉化，还会发生锂离子与有机溶剂分子共同嵌入石墨层及有机溶剂分解，进而影响电池循环性能。 通过石墨改性，如在石墨表面氧化、包覆聚合物热解炭，形成具有核-壳结构的复合石墨，可以改善石墨的充放电性能，提高比容量。 ●其它负极材料 石墨是目前主流的商业化锂电负极材料，但由于石墨本身结构特性的制约，石墨负极材料的发展也遇到了瓶颈，比如比容量已经到达极限、不能满足大型动力电池所要求的持续大电流放电能力等。因此业界也开始把目光投向非石墨类材料，比如硬碳和其它非碳材料（氧化锡、硅碳合金、钛酸锂等）。 江苏凤谷节能科技有限公司专注于节能环保产品设计研发，主要从事高效燃烧器及控制系统的研发与应用，可提供设计、制造、成套配套、安装调试、人员培训等总承包服务的专业公司；凤谷节能科技在喷嘴的设计研发和产品开发方面拥有丰富的经验。 凤谷节能科技通过并购无锡市大禾机械有限公司进入到化工行业的细分领域，主要产品包括机械消泡器、清釜机、汽水混合器等化工设备及配件。

年产5000吨锂离子电池负极材料石墨化项目可行性研究报告

年产5000吨锂离子电池负极材料石墨化项目可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司 高级工程师：高建

目录 第一章项目总论 (1) 1.1项目概况 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2建设单位 (1) 1.1.3拟建设地点 (1) 1.1.4建设内容与规模 (1) 1.1.5项目性质 (2) 1.1.6项目总投资及资金筹措 (2) 1.1.7建设期 (3) 1.2编制依据和原则 (4) 1.2.1编制依据 (4) 1.2.2编制原则 (4) 1.2.3编制范围 (5) 1.3主要技术经济指标 (6) 1.4可行性研究结论 (7) 第二章项目建设背景及必要性分析 (9) 2.1项目建设背景 (9) 2.2项目建设的必要性概述 (13) 2.2.1本项目的符合国家新能源产业发展的需求 (13) 2.2.2本项目的建设，符合国家产业政策 (14) 2.2.3项目是当地居民脱贫致富和增加就业的需要 (14) 2.2.4项目具有良好的社会效益 (14) 第三章项目市场分析与预测 (16) 3.1锂电池负极材料市场分析 (16) 3.2锂电池负极材料的分类、用途及发展趋势 (17) 3.3市场定位 (18) 3.4市场竞争力分析 (18) 第四章项目整体规划分析 (21) 4.1建设规模 (21) 4.2产品方案 (21) 第五章项目选址及建设条件 (23) 5.1项目选址 (23) 5.1.1项目建设地点 (23) 5.1.2项目用地性质及权属 (23) 5.1.3场地状况 (23) 5.2建设条件分析 (23) 5.2.1交通、能源供应条件 (23) 5.2.2施工条件 (24) 5.2.3公用设施条件 (24) 第六章技术方案、设备方案与工程方案 (25) 6.1技术方案 (25) 6.1.1 技术方案选择的原则 (25) 6.1.2项目实施的技术方案 (25) 6.2设备方案 (26) 6.2.1设备选型原则 (26) 6.2.2设备方案 (26)

全面解读锂离子电池石墨负极材料

全面解读锂离子电池石墨负极材料 锂离子电池，又称为摇椅电池，他的主要组成部分是正极、负极、隔膜及电解液。当前锂离子动力电池正极一般采用尖晶石型LiMn2O4或镍基层状氧化物，负极以石墨为主，电解液为含LiPF6 的碳酸酯(EC，EMC)有机溶液。LiMn2O4是一种被认为最安全的材料，也是最廉价的正极材料，已经被多种型号的动力电池采用。Li(NiCo)O2 容量高，但安全性能较差，需通过掺杂改性并限制其使用电压等手段来改善其安全性能；从整车安全和电池成本考虑，磷酸铁锂LiFePO4 安全性好、寿命长是最适合在汽车动力电池上应用的锂离子电池正极材料。 锂离子电池能量密度在很大程度上取决于负极材料，从锂离子电池实现商业化到现在，所用的负极材料最成熟，应用最广的是碳材料，其中最主要的依然是石墨。石墨具有六元环碳网层状结构，碳碳之间是SP2 杂化的，层层之间是分子作用力连接。石墨中存在两种不同的晶体结构：六面体石墨(2H)和菱面体石墨(3R)。2H相具有ABABA特征堆积，3R 相的堆积结构则是ABCABC。两种相可以相互转变，2H相是热力学稳定，在石墨中较多，约占总体的五分之四在锂离子电池负极材料中，天然石墨和人造石墨一直是使用最大的负极材料，但是人造石墨由于在生产过程中需要高温处理，使其生产成本大幅提高并对环境产生不利影响，相对于人造石墨而言，天然石墨有很多优点，它的成本低、结晶程度高，提纯、粉碎、分级技术成熟，充放电电压平台低，理论比容量高等，这些为其在锂离子电池行业的应用奠定了良好的基础。 天然石墨分无定形石墨(土状石墨或微晶石墨)和鳞片石墨两种。理论容量为372 mAh/g。无定形石墨纯度低，石墨晶面间距(d002)为0.336 nm。主要为2H晶面排序结构，即石墨层按ABAB顺序排，单个微晶之间的取向呈现各项异性，但经过加工，微晶颗粒相互之间有一定的交互作用，形成块状或颗粒状的粒子时具有各向同性性质。且形成的块状颗粒容易粉碎成形状较好的颗粒。 在锂离子嵌入脱嵌过程中体积变化小，结构相对稳定，但是可逆比容量仅260 mAh/g，不可逆比容量在100 mAh/g 以上。鳞片石墨的结晶度高，片层结构单元化大，具有明显的

石墨负极改性研究

石墨负极的改性研究 黄文达, 汤帅 摘要：以石墨本身的物理化学性质为探究起点，概述了石墨作为锂离子电池负极材料的常用改性方法,如表面氧化还原处理、包覆法、非金属与金属掺杂法、机械研磨法等。总结分析了石墨负极改性前后的可逆容量Q R、大电流放电特性、循环性能等电化学性能变化情况。 关键词：石墨；锂离子电池；改性方法；电化学性能 环境污染、能源危机日渐成为人们关注的焦点。就在电池领域中,干电池(一次电池)、Ni-Cr电池、铅酸蓄电池等,其所产生的MnO2、HgO、Cr、沥青烟气、Pb、酸雾等都给环境造成了非常严重的污染。紧随着在ZEV法案(汽车尾气零排放法案)的颁布与实施，更加推动了人们对新能源的开发力度，其中以锂离子蓄电池倍受关注。锂离子电池作为一种绿色环保电池，其负极材料一直是研究的重点课题,因为它是获得更安全、更高比能量电池的途径。目前负极材料主要是碳基材料,包括石墨化碳材料(人造石墨、天然石墨、石焦油、碳黑、碳纤维等)及其高温处理得到的无定形碳两大类。而石墨以资源丰富、价格低廉、可逆容量高Q R(理论值372mA?h/g)，充放电压平台低、无电压滞后、优良导电性等特点,迅速受到广泛研究。为探索我国天然石墨应用于锂离子电池的新技术，这无疑具有极其重大的社会经济效益。 1 石墨的结构性质 石墨具有六边形的层状晶体结构，每层中碳原子以σ键和π键相连，而层层之间又靠范德华力相结合。石墨这种层间力作用小且层间距较大(0.3354nm)结构，使得一些原子、基团或离子容易插入层间形成石墨层间化合物(GICs)，因此做为负极材料具有很高的比能量。 2 石墨作为锂离子蓄电池负极材料的缺点 (1)与电解液相溶性差，且对其选择性高 在首次充放电过程中锂和碳形成的插入化合物在电解液中很不稳定,其很容易与电解液(非质子极性溶剂)发生反应，其生成物一小部分溶于电解液中,而另一部分则在负极与电解液表面形成SEI膜(固体电解液膜)。SEI膜能阻止电解液分子继续共插入石墨负极，从而终止了对负极的不可逆影响，也大大提高了电池的使用寿命。但是，在石墨表面形成的SEI膜往往致密度不高、厚度不均匀、缺乏弹性、易破裂等不足。电解液分子既而会对其进行修补,这样将造成Li+插入负极阻抗增

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点 一、石墨定义： 1、石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。 2、由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。 二、石墨的特殊性质： 1、导电性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 2、导热性：导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。 3、耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 4、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。由于其润滑性，在超细研磨里难度很高，使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。 5、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 6、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。 7、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 .

三、石墨的中国产地： 1、我国以鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。以及省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。 2、省莱西市为我国石墨重要产地之一。 3、省磐石市也是石墨产地之一。 4、乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。 5、省煤田地质局一九四队在洋县发现3条石墨矿带。 四、石墨世界著名产地： 1、纽约Ticonderoga。 2、马达加斯加。 3、斯里兰卡（Ceylon）。 五、石墨分类： 1、天然石墨：石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 2、人造石墨：广义上，一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨，如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。而狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂，经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料，如石墨电极、等静压石墨等。 人造石墨就成型方式通常可分为：振动成型，挤压成型，模压成型，等静压成型。 3、块状石墨：块状石墨又叫致密结晶状石墨。此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。颗粒直 .

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点 一、石墨定义： 1、石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。 2、由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。 二、石墨的特殊性质： 1、导电性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 2、导热性：导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。 3、耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 4、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。由于其润滑性，在超细研磨里难度很高，使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。 5、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 6、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

7、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 三、石墨的中国产地： 1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。以及黑龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。 2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。 3、吉林省磐石市也是石墨产地之一。 4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。 5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。 四、石墨世界著名产地： 1、纽约Ticonderoga。 2、马达加斯加。 3、斯里兰卡（Ceylon）。 五、石墨分类： 1、天然石墨：石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。

石墨负极材料

1.负极材料企业 杉杉、BTR、长沙海容（摩根）、汕头诚翔、湖南辉宇、青岛大华、远东、弘光、红顶、金卡本、瑞富特、华容、斯诺、湖南星光、余姚宏远、北京创亚、佛山三高、大阪石墨、长沙星城、金润、江苏镇江华邦能源材料有限公司 目前在国内，负极材料领先企业主要包括深圳贝特瑞、上海杉杉和长沙海容。 而在全球范围内，负极材料的市场份额主要集中在日本日立、日本精工碳素、JFE日本钢铁、三菱、中国贝特瑞、杉杉股份6大厂家2.碳负极材料分类 锂电池中具实用价值和应用前景的碳主要有三种：(1)高度石墨化的碳；(2)软碳和硬碳；(3)碳纳米材料。 2.1石墨类碳负极材料（动力电池负极普遍用该种材料）

人造石墨（主流产品）是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于1900～2800℃经高温石墨化处理制得。常见人造石墨有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维。MCMB的优点是可逆容量高、可大倍率充放电，应用方向为动力电池和倍率电池。缺点：价格略高、容量略低，在高容量和超高容量型产品中处于劣势（经常进行掺杂等改性手段制成高端产品）。 天然石墨一般都以天然石墨矿石出现。在锂电应用中需要提纯为含碳在91～99%的高碳石墨，多以常用化学方法提纯。天然石墨由于表面有较高的活性点，比表面高，不能直接用作负极材料，需要做表面改性处理。优点：嵌锂电化学容量高；放电电压平台平稳；来源广泛，加工工艺成熟，制造成本低；加工性能优秀。缺点：与电解液相容性差，电解液分解，SEI膜不稳定；溶剂共嵌入，石墨层剥离，循环稳定性差，衰减快，电池鼓胀；辊压造成各粒子晶体c轴平行且垂直板面，空隙小,大倍率充放电效率低。 3.碳负极材工艺流程

鞣酸改性石墨烯

通过鞣酸改性石墨烯吸附和去除溶液中的罗丹明B 刘坤平、李慧敏、王一鸣、苟小军、段一祥四川大学以及一系列的赘述 关键字：石墨烯、鞣酸、罗丹明B、吸收动力学 摘要：一种用于纳米合成鞣酸改性石墨烯简便且绿色的方法会减少鞣酸的用量，也会减少哪些改变石墨烯表面物化性质以提高吸收效率的反应试剂。随后，那些制备好的TA-G将会用于研究罗丹明B的吸收行为。由于强烈的相互作用和静电吸引，TA-G在RB的吸收行为中有很好的表现，吸收等温线符合LANGMUIR模型，实验数据也大概符合LANGMUIR模型计算的最大理论溶解度201mg/g。溶解动力学与pseudo-second-order模型相一致并且化学吸附溶解的速率控制步骤。因而，纳米合成的TA-G将会是去除溶液中罗丹明B理想的吸附剂，也会打开石墨烯在环境应用的潜力之门。 1、简介 被用于各行各业，比如纺织、涂料、食物、橡胶、药用、化妆行业的着色。它在水中释放的有害物质会污染环境，有些物质甚至会致癌严重危害健康。RB是一种重要的水溶性有机染料，广泛用于纺织物、食物、和生物工程的着色剂。因其怀疑有致癌性质，因而被禁用多年。但是随着工业的发展和不合法产业的出现，RB仍有机会进入食物链中危害人类健康。由于环境影响，去除染料溶液中有害物质尤为重要。如今，物理和化学方法都被用于处理颜料污染问题，如吸附、氧化、电化学氧化以及光催化氧化。其中，吸附是成本最低、效率最高的方法。很多的吸附剂如活性炭，自然物质，生物吸附剂都被用于吸收过程。最近，由于纳米科技和纳米材料的发展，为了提高效率，纳米材料以其优越的比表面积会吸附大量颜料而被广泛应用，并且取得了良好的效果，然而由于大量的染料和技术花费问题，也存在着很大的难关。 石墨烯，一种拥挤的蜂窝状的单层二维碳源子结构，引起了人们的广泛兴趣。这是由于他有大量的自然优越性能；大量的特殊比表面积、优越的电导性能、电子移动性能而被用于纳米电子设备、传感器和纳米合成材料。由于大型的电子移位体系，石墨烯会与苯环化合物建立强烈的反应，也是本化合物一种很好的候选吸附试剂。但是石墨烯在水中更倾向于聚结成块，这是由于存在范德华力，限制了很多的优越性能，他的优越性能会在更少的层或单层结构展现。因而，经常用共价究石墨烯。鞣酸是一种高分子量聚酚化合物，它含有大量笨磷二酚和焦培酸，独特的减少EGO的能力。并且由于TA结构中有大量的苯环结构他还可以通过作为改良物质吸收单个石墨烯通过反应来获得纳米合成鞣酸石墨烯。石墨烯TA-G，会提高他们的物化性质来提高在水中稳定性。然而，在我们的知识层面内，还没有，报道过用TA-G来去除有机染料污染物。 在这项工作一种用于纳米合成鞣酸改性石墨烯简便且绿色的方法会减少鞣酸的 用量，也会减少哪些改变石墨烯表面物化性质以提高吸收效率的反应试剂。随后，那些制备好的TA-G将会用于研究罗丹明B的吸收行为。由于强烈的相互作用和静电吸

石墨负极材料项目可行性报告

石墨负极材料项目可行性报告 规划设计/投资分析/产业运营

石墨负极材料项目可行性报告 负极是锂电池的主要组成部分，它是由负极活性物质、粘合剂和添加 剂混合制成糊状均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。我们所谈的负 极材料主要指的是负极活性物质。负极可分为碳材料和非碳材料两大类， 碳材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球和硬碳软碳等，非碳材料 包括硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。 该石墨负极材料项目计划总投资15248.38万元，其中：固定资产投资12738.50万元，占项目总投资的83.54%；流动资金2509.88万元，占项目 总投资的16.46%。 达产年营业收入19120.00万元，总成本费用15233.02万元，税金及 附加273.93万元，利润总额3886.98万元，利税总额4697.05万元，税后 净利润2915.24万元，达产年纳税总额1781.82万元；达产年投资利润率25.49%，投资利税率30.80%，投资回报率19.12%，全部投资回收期6.73年，提供就业职位413个。 坚持“实事求是”原则。项目承办单位的管理决策层要以求实、科学 的态度，严格按国家《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）的要求，在全面完成调查研究基础上，进行细致的论证和比较，做到技术先进、可

靠、经济合理，为投资决策提供可靠的依据，同时，以客观公正立场、科学严谨的态度对项目的经济效益做出科学的评价。 ......

石墨负极材料项目可行性报告目录 第一章申报单位及项目概况 一、项目申报单位概况 二、项目概况 第二章发展规划、产业政策和行业准入分析 一、发展规划分析 二、产业政策分析 三、行业准入分析 第三章资源开发及综合利用分析 一、资源开发方案。 二、资源利用方案 三、资源节约措施 第四章节能方案分析 一、用能标准和节能规范。 二、能耗状况和能耗指标分析 三、节能措施和节能效果分析 第五章建设用地、征地拆迁及移民安置分析 一、项目选址及用地方案

锂电池负极材料的研究进展

锂离子电池负极材料研究进展介绍 来源：中国燃料电池网时间：2015-09-08 09:11 编辑：周奕 我国能源生产量和消费量均已居世界前列，但在能源供给和利用形式上存在着一系列突出问题，如能源结构不合理、能源利用效率不高、可再生能源开发利用比例低、能源利用安全水平有待进一步提高。总体上讲，我国能源工业大而不强，与发达国家相比，在技术创新能力方面还存在较大差距。因此，提高能源利用效率，调整能源结构，开发和利用可再生能源将是我国能源发展的必然选择。为了解决我国能源工业所面临的难题，寻求替代传统化石燃料的可再生绿色能源显得尤为迫切。与此同时，随着人们环保意识的日益增强和对资源利用率的关注，可充电电池逐渐成为研究的焦点，而锂原电池的成功应用大大推动了锂离子电池的研究和发展，使锂离子电池成为关注的重点。 １锂离子电池发展状况 锂电池最早出现于１９５８年，２０世纪７０年代开始进入实用化［２］。由于具有重量轻、体积小、安全性好、工作电压高、能量密度高、使用寿命长等优点成为近年来最受关注的储能器件之一。随着世界全面步入信息时代，电子化和信息化己经成为各个领域的共同发展趋势，锂离子电池也被越来越多地应用于多个方面。医疗上，锂离子电池可以为心脏起搏器、助听器等设备供能，对于病人更安全、更便捷；交通上，锂离子电池己经被广泛应用于电动单车、电动汽车上；军事上，锂离子电池可为电磁武器充能，为小型定位系统供能，甚至作为潜艇等大型作战设备的备用动力源；航天上，锂离子电池可作为航天器及各种仪器设备的电力补充单元。 电池按工作性质可以分为一次电池和二次电池［３］。一次电池是指不可循环使用的电池，如碱锰电池、锌锰电池等。二次电池指可以多次充放电、循环使用的电池，如先

电化学改性石墨和PAN基碳纤维的准电容特性与电催化作用

电化学改性石墨和PAN基碳纤维的准电容特性与电催化作 用 电化学改性石墨和PAN基碳纤维的准电容特性与电催化 作用 电化学改性石墨和 PAN 基碳纤维的 准电容特性与电催化作用 Electrocatalytic Performance and Pseudo-CapacitiveCharacteristics of Modified Graphite Electrodeand PAN-based Carbon Fiber Electrode 孙亚萍 徐海波高级工程师 全日制学术学位 海洋化学 海洋资源利用与保护化学 20135 29 谨以此文献给默默关心我的父母、导师以及 所有以海洋为毕生事业并为之奋斗的人们---------- 孙亚萍电化学改性石墨和PAN 基碳纤维的准电容特性与 电催化作用 摘要 在全球能源危机和环境污染的背景下, 各国政府对开发利用与能源有关的 关键科技都非常重视 ,各个国家大力发展清洁的、可再生的新能源以减少传统

能源。要大力发展新能源, 储能是关键。随着太阳能和风能等新型能源的应用, 研发新型、高效率、长寿命、低成本的储能技术的研究显得尤为重要。 本文主要采用恒电流阶跃活化的方法对石墨和聚丙烯腈 (PAN )基碳纤维 电极进行改性活化处理, 制备出高性能的碳电极材料。通过 SEM 、 XRD 、FT-IR 、 TGA 、XPS 和拉曼光谱等物理表征方法对改性前后这两种碳材料进行性能评价 测试,以及结合循环伏安、恒电流充放电等电化学手段来对其准电容性能以及 电催化性能进行研究。本文得出的结论主要有: (1)两种碳材料经过活化改性以后,其表面都发生了不同程度的微晶化, 晶型受到破坏, 缺陷程度加深 , 形成乱层 ;而且活化改性以后, 表面都生成了 大量的含氧官能团 (羰基、醌基和羧基等 ) , 但不同的碳材料经过改性后所生 成的含氧官能团的种类及数量不同。PAN 基碳纤维电极经电化学改性处理后羟 基的量明显增加 ,而石墨电极经电化学改性处理以后羧基和羰基的量增加比较 明显。这些含氧官能团的增加使其电容量大幅提高。 3+ 2+ (2) 改性石墨电极对 H SO 溶液中的 Fe /Fe 电对具有明显的电催化活性

四种锂电池负极材料的PK

四种锂电池负极材料的PK 作者：中国储能网新闻中心来源：电池中国网发布时间：2016-8-8 18:46:00 中国储能网讯：负极材料作为锂电池四大组成材料之一，在提高电池 的容量以及循环性能方面起到了重要作用，处于锂电池产业中游的核心环节。调研显示，2015年中国负极材料产量7.28万吨，同比增长42.7%，国内产值为38.8亿元，同比增长35.2%。这标志着锂电池负极材料市场 迎来了发展的春天。 负极材料分类众多，其中石墨类碳材料一直处于负极材料的主流地位。编辑总结发现，近日受到追捧的石墨烯概念、业内使用较为普遍的人工石墨、性能稳定的中间相碳微球以及有“新大陆”之称的硅碳复合材料，在 负极材料领域形成了“四方争霸”的局面。下面就让编辑带大家了解一下 这“四方霸主”的厉害吧。 独占一方的石墨烯 石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，因为质地薄、硬度大且电子移动速度快而被科学家广泛推崇，并冠以“新材料之王”的

美誉。尽管这位“王者”优异的化学性能被新能源市场所看好，但是至今 为止依然停留在“概念化”的阶段。 如果将石墨烯用作锂电负极材料的话，需要独立的上下游产业链、昂 贵的价格还有复杂的工艺，这让众多负极材料厂商望而却步。尽管如此， 国内依然有一些企业砥砺前行，目前中国安宝、大富科技以及贝特瑞等知 名企业已经开始布局石墨烯产业。 但是，行业内关于石墨烯用作负极材料的质疑也在不断发酵，有人认 为石墨烯的振实和压实密度都非常低，又加之成本昂贵，作为电池负极材 料前景十分渺茫。但是鉴于它的热潮还在持续，说它是“一方霸主”也不 为过。 控制“主场”的人工石墨 目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主，这两种石墨各有优劣。湖州创亚总经理胡博表示：“天然石墨克容量较高、工艺简单、价格便宜，但吸液及循环性能差一些；人造石墨工艺复杂些、价格贵些，但循环及安 全性能较好。通过各种手段的技术改进，这两种石墨负极材料都可以‘扬 长避短’，但就目前来看，人造石墨用于动力电池上占据一定的优势”。 而这一说法也在市场中得到了印证。相关媒体调研数据显示，今年第 一季度中国天然石墨产量4770吨，同比增长16.3%；人造石墨出货15160吨，同比增长110.5%。从以上数据来看，人造石墨出货量远高于天然石墨，而造成这一现象的重要原因，是今年以来市场对动力电池的强 劲需求。 性能稳定的中间相碳微球 中间相碳微球具有高度有序的层面堆积结构，是典型的软碳，石墨化 程度较高，结构稳定，电化学性能优异。据中咨网研究部统计数据显示，2012年中国负极材料出货量为27650吨，其中天然石墨出货量占比59%，人造石墨30%，石墨化中间碳微球8%。就此说来，中间相碳微球是仅次于天然石墨和人工石墨的第三大主流碳类负极材料。

改性石墨材料项目建议书

改性石墨材料项目建议书 目录 第一章项目概要 (2) 第二章改性石墨材料项目背景及可行性 (10) 第三章项目选址用地规划及土建工程 (11) 第四章总图布置方案 (13) 第五章产品规划方案和建设内容及规模 (14) 第六章环境保护 (15) 第七章能源消费及节能分析 (18) 第八章项目建设期及实施进度计划 (21) 第九章投资估算与资金筹措及资金运用 (22) 第十章项目融资方案 (27) 第十一章经济效益分析 (29) 第十二章项目盈利能力分析 (30) 第十三章社会效益评价 (33) 第十四章综合评价及投资建议 (34)

第一章项目概要 一、项目名称及建设性质 （一）项目名称 改性石墨材料生产建设项目 （二）项目建设性质 本期工程项目属于新建工业项目，主要从事改性石墨材料项目投资及运营。 二、项目承办企业及项目负责人 某某有限责任公司 三、项目建设背景分析 当前，中国正处于经济结构调整转型升级的关键期，而“中国制造2025”则是助力中国经济转型、迈向创新社会的重要举措。“中国制造2025”指出，要把结构调整作为建设制造强国的关键环节，大力发展先进制造业，改造提升传统产业。 积极把握战略性新兴产业的投资机遇。“十二五”期间，我国节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等战略性新兴产业快速发展。2016年，战略性新兴产业增加值占国内生产总值比重达到10%左右，产业创新能力和盈利能力明显提升。新一代信

息技术、生物、新能源等领域一批企业的竞争力进入国际市场第一方阵，高铁、通信、航天装备、核电设备等国际化发展实现突破，一批产值规模千亿元以上的新兴产业集群有力支撑了区域经济转型升级。大众创业、万众创新蓬勃兴起，战略性新兴产业广泛融合，加快推动了传统产业转型升级，涌现了大批新技术、新产品、新业态、新模式，创造了大量就业岗位，成为稳增长、促改革、调结构、惠民生的有力支撑。 四、项目建设选址 “改性石墨材料投资建设项目”计划在某某省某某市某某县经济开发区实施，本期工程项目规划总用地面积93333.80 平方米（折合约140.00 亩），净用地面积92773.80 平方米（红线范围折合约139.16 亩）。该建设场址地理位置优越，交通便利，规划道路、电力、天然气、给排水、通讯等公用设施条件完善，非常适宜本期工程项目建设。 烟台，山东省地级市，是山东半岛的中心城市之一、环渤海地区重要的港口城市。地处山东半岛东北部，东连威海，西接潍坊、青岛，南邻黄海，北濒渤海，与辽东半岛对峙，与大连隔海相望。烟台全市土地面积13745.95平方千米，海岸线长909千米，濒临渤海、黄海，有岛屿63个。烟台市辖4区、1县、7个县级市。2016年末，烟台市常住人口706.4万人。烟台是环渤海经济圈内重要节点城市、山东半岛蓝色经济区骨干城市、中国首批14个沿海开放城市之一，中国海滨城市，亚洲唯一的国际葡萄·葡

经典-天然石墨与人造石墨的区别

天然石墨与人造石墨负极材料辨别方法剖析 锂离子电池发展20年来,理论与学术界均未对锂离子电池用碳(石墨类)负极材料:天然石墨和人造石墨负极材料的辨别方法进行深入剖析,并明确科学的辨别与判定方法，因此行业出现了天然石墨和人造石墨负极材料边界不清，鱼龙混杂的现象，给材料的合理、有效使用造成了极大影响。 天然石墨负极材料系采用天然鳞片晶质石墨，经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得，其高结晶度是天然形成的。而人造石墨负极材料是将易石墨化碳如石油焦、针状焦、沥青焦等在一定温度下煅烧，再经粉碎、分级、高温石墨化制得，其高结晶度是通过高温石墨化形成的。正是由于两者在原料和制备工艺上存在本质的差别，使其在微观形貌、晶体结构、电化学性能、加工性能上存在明显差异。为了统一标准、科学辨别、正确判定天然与人造石墨负极材料，现将经过多年探索、反复验证、切实可行的科学辨别方法公之于众： 1、天然石墨与人造石墨负极材料微观形貌差异——SEM剖面分析法 天然石墨负极材料SEM剖面图人造石墨负极材料SEM剖面图 在微观结构上，天然石墨是层状结构，其SEM剖面图中保留了鳞片石墨的层状结构，片状结构间有大量空隙存在；而人造石墨负极材料为焦类、中间相类在高温石墨化过程中，晶体结构按ABAB结构重新排列，并聚合收缩，其内部致密、无缝隙。 2、天然石墨与人造石墨负极材料晶体结构差异——X射线衍射法

从晶体结构看，天然石墨负极材料结晶度高，在XRD图谱上其(002)晶面衍射峰角度更高，层状结构完整、层间距小、取向性(I002/I110)明显，从43-45度对应的(101)晶面衍射峰位置及46-47度的对应的(012) 晶面衍射峰位置，可以看出天然石墨存在明显的2H相和3R相，而人造石墨只存在2H相。六方石墨（2H）和菱方石墨（3R）的XRD谱图如下: 3、天然石墨与人造石墨负极材料无序度(ID/IG)差异——拉曼光谱分析法 对于未经石墨化处理的天然石墨与人造石墨，除了根据SEM剖面图、XRD晶体结构图及其参数进行区别外，拉曼光谱测试的无序度ID/IG也是区别这两类石墨的有效方法。天然球形石墨的无序度ID/IG一般为0.4~0.85，未经石墨化处理的表面包覆天然石墨无序度ID/IG一般为0.9~1.6，未经石墨化处理的新型改性天然石墨无序度ID/IG一般为0.2~0.6。人造石墨的无序度ID/IG一般为 0.04~0.34。整体上，未经高温石墨化处理的天然石墨负极材料的无序度ID/IG 比人造石墨负极材料的无序度ID/IG大。经石墨化处理的表面包覆天然石墨无序度ID/IG一般为0.17~0.36，人造石墨的无序度ID/IG一般为0.04~0.34，经石

改性天然鳞片石墨锂离子电池负极材料的研究_吴其修

第42卷第17期2014年9月 广州化工 Guangzhou Chemical Industry Vol.42No.17 Sep.2014 改性天然鳞片石墨锂离子电池负极材料的研究 吴其修1，2，李佳坤1，2，刘明东1，2，陈平1，2，赵娟3 (1湛江市聚鑫新能源有限公司，广东湛江524024;2广东东岛新能源有限公司， 广东湛江524024;3广东海洋大学，广东湛江524088) 摘要：对粒径为12μm的天然鳞片石墨进行表面碳包覆改性，并对包覆前后样品的微观结构和电化学性能进行了研究。结果表明：包覆改性提高了天然石墨的振实密度、表面形貌和电化学性能，在0.1C、0.2C、0.5C、1C、2C、5C和10C倍率下，对应的可逆容量分别为368.6mAh/g、362.6mAh/g、353.8mAh/g、340.6mAh/g、298.6mAh/g、228.2mAh/g和150.2mAh/g，相对于天然石墨，可逆容量分别提高了6.2mAh/g、20.9mAh/g、31.6mAh/g、42.1mAh/g、52.4mAh/g、80.0mAh/g和58.0mAh/g，碳包覆小粒径天然石墨表现出的良好的倍率性能，有望应用于电动车用锂离子电池中。 关键词：天然鳞片石墨；电化学性能；碳包覆；倍率性能 中图分类号：TM911文献标志码：A文章编号：1001－9677（2014）017－0076－03 Study of Surface－modified Natural Flake Graphite for Lithium Ion Batteries WU Qi－xiu，LI Jia－kun，LIU Ming－dong，CHEN Ping，ZHAO Juan （1Zhanjiang Juxin new energy Co.，Ltd.，Guangdong Zhanjiang524024； 2Guangdong Dongdao New Energy Co.，Ltd.，Guangdong Zhanjiang524024； 3Engineering College，Guangdong Ocean University，Guangdong Zhanjiang524088，China）Abstract：The natural flake graphite with the particle size of12μm was coated by a layer of pitch，and the microstructure and electrochemical performance of natural flake graphite and surface modified graphite were studied.It was showed the surface modified graphite with high tap density，surface morphology and excellent electrochemical performance.The capacities of modified graphite were3368.6mAh/g，362.6mAh/g，353.8mAh/g，340.6mAh/g，298.6mAh/g，228.2mAh/g and150.2mAh/g，corresponding to the rates0.1C，0.5C，1C，2C，5C and10C，which increased to6.2mAh/g，20.9mAh/g，31.6mAh/g，42.1mAh/g，52.4mAh/g，80.0mAh/g and58.0mAh/g，relative to natural graphite.The good rate performance of carbon coated small－sized natural graphite for lithium－ion battery made it a promising candidate as anode materials for electric vehicle dynamic1ithium－ion batteries. Key words：natural flake graphite；electrochemical performance；carbon coated；rate performance 锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，成为20世纪90年代以来继镍氢电池之后的新一代二次电池［1－2］。国内外迫于能源危机与环境污染的双重压力，电动汽车的研究与开发引起了世界各国的关注。电动汽车发展的关键在于动力电池的发展，锂离子电池因其具有重量轻、比能量高、循环寿命长、使用温度范围宽且无记忆效应、绿色、环保等特点，被认为是最有发展前途的电动汽车用电池之一［3－4］，国际上许多汽车制造商、电池生产厂及科研院校等积极开展了电动车用锂离子电池的研究开发工作。电动车用锂离子电池对电极材料有着更为严格的要求，特别是为满足电动汽车启动和爬坡的能量需求，需要电极材料在大电流下充放电的性能优异。天然石墨有很多优点，如来源广、价格低、充放电电压平台低、理论比容量高等，是一种十分理想的锂离子电池负极材料。目前市场上普遍使用的球形石墨是平均粒径在14 25μm，其中17μm的球形石墨使用最多。现有的研究表明小粒径天然石墨材料在大电流下循环性能性能比较好，可以满足电动车用锂离子电池的电极材料［5－6］。本文对粒径为12μm天然石墨材料进行表面包覆改性，并对其性能进行了研究。 1实验 1.1实验用主要设备 JEOL JSM－35型扫描电子显微镜（SEM）；Malvern型激光粒度分布测试仪；Ｒigaku D/max rA型自动X－射ASAP2010型比表面测定仪（77.35K，样品0.2000g）；DC－5型全自动电池性能测试仪，上海正方电子电器有限公司；HY－100型振实密度仪。 1.2改性天然球形石墨 将经整形和提纯后碳含量为99.9%的天然石墨置于三口烧瓶中，抽真空至－0.1MPa。准确称取一定量的高温煤沥青（炭化收率为80%）于烧杯中，加入50mL四氢呋喃，用玻璃棒搅拌均匀，随后超声振荡30min使沥青充分溶解。通过分液漏斗将沥青溶液加入三口烧瓶中，保持抽真空状态进行磁力搅拌10min。将真空浸渍后的样品在常压下加热除去溶剂，然后经

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点 一、石墨定义： 1、石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。 2、由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自由移动，因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。 二、石墨的特殊性质： 1、导电性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。 2、导热性：导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。 3、耐高温性：石墨的熔点为3850±50℃，沸点为4250℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。 4、润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。由于其润滑性，在超细研磨里难度很高，使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。

5、化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。 6、可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。 7、抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。 三、石墨的中国产地： 1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。以及黑龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。 2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。 3、吉林省磐石市也是石墨产地之一。 4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。 5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。 四、石墨世界着名产地： 1、纽约Ticonderoga。 2、马达加斯加。 3、斯里兰卡（Ceylon）。 五、石墨分类： 1、天然石墨：石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。结晶形态不同的石墨矿物，具有不同的工业价值和用途。 2、人造石墨：广义上，一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨，如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。而狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘

天然石石墨负极所用的锂离子电池的电解液

天然石墨负极锂离子电池用的电解液 骆宏钧;周冬兰;程琳 摘要 本发明公开了天然石墨负极锂离子电池用的电解液，该电解液中含有如下结构式的添加剂，式中R1为芳基、Cl-4烷基或氢；R2为氢、氟、Cl-4烷基或芳基；R3为氢、氟、Cl-4烷基或芳基，添加剂加入量为电解质质量的0.5%~5%。该电解液有利于在天然石墨负极表面还原形成稳定有效地固体电解质界面膜，从而提高锂离子电池容量，使天然石墨负极锂离子电池具有循环性能和高低温综合性能好的优点。 1、天然石墨负极锂离子电池的电解液，其特征在于：电解液中含有如下结构式的添加剂， 式中R1为芳基、Cl-4烷基或氢；R2为氢、氟、Cl-4烷基或芳基；R3为氢、氟、Cl-4烷基或芳基，添加剂加入量为电解液质量的0.5%~5%。 2、根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述添加剂中的芳基中的-H可任选被一个或多个独立选自卤素、OH或CN取代；所述的烷基中的-H可任选被一个或多个氟原子取代。 3、根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述的添加剂中的R1为苯基；R2为氢，R3为氢。

4、根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述的添加剂中的R1为2-溴苯基，R2为氢，R3为氢。 5、根据权利要求1或2或3所述的电解液，其特征在于：所述的电解液所用的电解质为LiPF 6、LiBF4、LiCF3SO3、LiN(CF2SO2)2、LiClO4、Li(C2O4)2B或LiAsF6中的至少一种。 6、根据权利要求1或2或3所述的电解液，其特征在于：所述的电解液所用的溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯或环丁砜中的至少一种，电解液浓度0.5~1.2mol/L。 7、根据权利要求1或2或3所述的电解液，其特征在于：所述的锂离子电池中的正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂或钴锰镍三元材料。