編號：CYYJ043384
篇名：多孔碳微球的可控構筑及其在鈉離子電池中的應用
作者：韓照徽 孟良 秦晨 曹海亮 侯瑩
關鍵詞： 鈉離子電池 負極 多孔碳微球 淀粉 石墨烯
機構： 太原理工大學新材料界面科學與工程教育部重點實驗室
摘要： 硬碳材料具有結構穩(wěn)定、比容量高和安全性好等特性,是理想的鈉離子電池負極材料。生物質及其衍生物由于儲量豐富、價格低廉可作為制備硬碳的綠色低成本碳源。然而,采用傳統(tǒng)的直接碳化策略難以精確調控硬碳材料的微觀結構,不利于提升材料的比容量和倍率性能。本文利用噴霧冷凍干燥和低溫熱解技術成功制備了多孔碳微球(PCGS)。利用掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)和拉曼光譜(Raman)等表征手段并結合電化學性能測試,對材料的形貌結構與電化學性能間的構效關系進行了系統(tǒng)研究。結果表明,PCGS的的直徑在10~60μm,其儲鈉性能明顯優(yōu)于采用直接碳化法制得的硬碳材料。在0.1 C電流密度下,PCGS的可逆比容量高達280 mA·h/g,在0.2 C電流密度下循環(huán)100圈后比容量仍然保持在230 mA·h/g,容量保持率為92%。此外,還采用原位拉曼技術研究了多孔碳微球的儲鈉機理。本文的研究結果為高性能硬碳材料的結構調控及性能優(yōu)化提供實驗參考和指導。
