軟硬雙模板法制備雙介孔炭及其儲鋰性能研究

孫 兵，唐 文，叢 野，袁觀明，李軒科

(1. 武漢科技大學省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室，湖北 武漢，430081；2. 武漢科技大學煤轉化與新型炭材料湖北省重點實驗室，湖北 武漢，430081)

隨著霧霾頻頻襲擾，環(huán)境污染問題已成國人心頭之患，因此零排放、零污染的純電動汽車備受消費者青睞。然而，當前電動汽車繁瑣耗時的充電問題以及人們對其續(xù)航能力的顧慮使得該類交通工具的普及推廣進展緩慢，有鑒于此，開展高容量、循環(huán)穩(wěn)定性良好的鋰離子電池負極材料研究具有相當重要的現(xiàn)實意義[1-4]。目前，石墨是主流的商業(yè)化鋰電池負極材料，但其比容量較低，在高倍率下易形成枝晶鋰，存在刺穿隔膜造成內部短路的嚴重安全隱患。而軟炭材料與電解液相容性較好，且具有高安全性及剩余電量可估算等優(yōu)勢而被研究者廣泛關注[5-7]。再者，此類材料如多孔炭具有發(fā)達的孔隙結構有利于縮短鋰離子擴散和電子傳導的路徑，從而能夠有效提升材料的電化學性能，相比傳統(tǒng)石墨材料表現(xiàn)出更高的比容量和更優(yōu)的倍率性能[8-9]。長期以來，研究者圍繞多孔炭用作鋰電池負極材料開展了大量有益探索[10-13]，但針對多孔炭孔徑與數(shù)量進行控制的研究卻鮮有報道。因此，本文以中間相瀝青為原料，采用軟硬雙模板法制備出雙介孔炭負極材料，并對其進行高溫熱處理及形貌、結構、電化學性能表征，重點研究了軟硬模板劑比例、熱處理溫度對材料孔結構與微晶結構的影響以及材料微觀結構與儲鋰性能之間的關系。……