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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

不同软化点沥青对天然石墨包覆性能影响

王永邦 汤嘉伟 乔文明 方向晨

王永邦, 汤嘉伟, 乔文明, 方向晨. 不同软化点沥青对天然石墨包覆性能影响[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002
引用本文: 王永邦, 汤嘉伟, 乔文明, 方向晨. 不同软化点沥青对天然石墨包覆性能影响[J]. 华东理工大学学报(自然科学版). doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002
WANG Yongbang, TANG Jiawei, QIAO Wenming, FANG Xiangchen. Influence of Pitch with Different Softening Points on the Coating Properties of Natural Graphite[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002
Citation: WANG Yongbang, TANG Jiawei, QIAO Wenming, FANG Xiangchen. Influence of Pitch with Different Softening Points on the Coating Properties of Natural Graphite[J]. Journal of East China University of Science and Technology. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002

不同软化点沥青对天然石墨包覆性能影响

doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20220508002
详细信息
    作者简介:

    王永邦(1986—),男,安徽寿县人,高级工程师,博士生,主要从事炼油新产品开发。E-mail:wangyb.lyxs@sinopec.com

  • 中图分类号: TE626

Influence of Pitch with Different Softening Points on the Coating Properties of Natural Graphite

  • 摘要: 采用3款不同软化点的石油基沥青,以液相包覆法处理天然石墨,对所得样品的粒度、结构、形貌和电化学性能等进行分析。结果表明,采用250 ℃软化点的沥青包覆天然石墨表现出最佳的电化学性能,其首次库伦效率由84.7%提高到88.04%,250次循环的容量保持率由63.14%提高到81.19%。低软化点沥青由于炭化时轻组分释放,包覆层形成大量微孔导致不可逆容量损失较多,高软化点沥青有利于形成完整包覆层,其对天然石墨的循环性能和倍率性能改善最佳。

     

  • 图  1  包覆天然石墨负极材料的粒度分布曲线

    Figure  1.  Particle size distribution curve of pitch coated natural graphite anode materials

    图  2  包覆天然石墨负极材料的氮气吸脱附等温线(a)和DFT孔径分布图(b)

    Figure  2.  Nitrogen adsorption and desorption isotherms (a) and DFT pore size distribution (b) of pitch coated natural graphite anode material

    图  3  包覆天然石墨负极材料的XRD图谱

    Figure  3.  XRD pattern of pitch coated natural graphite anode materials

    图  4  包覆天然石墨负极材料的Raman光谱图

    Figure  4.  Raman spectra of pitch coated natural graphite anode materials

    图  5  包覆天然石墨负极材料的SEM图片

    Figure  5.  SEM image of pitch coated natural graphite anode materials

    a, b−NG; c, d−P170@NG; e, f−P2200@NG; g, h−P250@NG

    图  6  包覆天然石墨负极材料的循环性能(a)和倍率性能(b)

    Figure  6.  Cyclic properties (a) and rate properties (b) of pitch coated natural graphite anode materials

    图  7  包覆天然石墨负极材料的电化学阻抗谱拟合曲线

    Figure  7.  Fitting curve of electrochemical impedance spectrum of pitch coated natural graphite anode materials

    表  1  包覆沥青的基本性质

    Table  1.   Basic properties of coating pitches

    SamplesSoftening
    Point/℃
    Coking
    Value/%
    Toluene Insoluble
    Content/%
    Quinoline Insoluble
    Content/%
    C/%H/%N/%S/%O/%H/C
    P170
    P220
    P250
    174
    218
    251
    40.1
    49.8
    57.8
    26.2
    47.7
    53.7
    0
    0.75
    1.07
    93.63
    94.07
    94.35
    5.76
    5.31
    5.06
    0.10
    0.12
    0.11
    0.00
    0.00
    0.00
    0.51
    0.50
    0.48
    0.74
    0.68
    0.64
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    表  2  包覆天然石墨负极材料的氮气吸附数据

    Table  2.   Nitrogen adsorption data of pitch coated natural graphite anode materials

    SamplesSBET/(m2·g−1)Smicro/(m2·g−1)Vtotal/(cm3·g−1)
    NG9.6500.0316
    P170@NG10.774.5070.0101
    P220@NG5.880.0760.009
    P250@NG4.1100.0058
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    表  3  包覆天然石墨负极材料的晶体结构参数

    Table  3.   Crystal structure parameters of pitch coated natural graphite anode materials

    Samples2θ/(°)d002/nmβLc/nmg/%
    NG26.4810.336310.18244.3489.42
    P170@NG26.440.336820.2335.0983.47
    P220@NG26.440.336820.22735.5583.47
    P250@NG26.4590.336580.22535.8786.23
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    表  4  包覆天然石墨负极材料的恒流充放电性能

    Table  4.   Constant current charge-discharge performance of pitch coated natural graphite anode materials

    SamplesInitial discharge
    capacity/
    (mAh·g−1)
    Initial charge
    capacity /
    (mAh·g−1)
    Irreversible
    capacity/
    (mAh·g−1)
    Initial Coulomb
    efficiency/(%)
    NG401.0339.761.384.70
    P170@NG393.2316.476.880.46
    P220@NG404.7348.656.186.15
    P250@NG384.6338.646.088.04
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    表  5  包覆天然石墨负极材料在0.5C电流密度下的循环性能

    Table  5.   Cycling properties of pitch coated natural graphite anode material at 0.5C current density

    SamplesInitial discharge capacity/(mAh·g−1)250th discharge capacity/(mAh·g−1)Capacity retention/(%)
    NG371.4234.563.14
    P170@NG364.2248.668.26
    P220@NG374.8275.573.51
    P250@NG366.8297.881.19
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    表  6  包覆天然石墨负极材料的电化学阻抗谱参数

    Table  6.   Parameters of electrochemical impedance spectrum of pitch coated natural graphite anode materials

    SamplesRsRfRct
    NG5.819.637.6
    P170@NG3.926.435.8
    P220@NG3.414.721.0
    P250@NG3.85.823.0
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-05-08
  • 网络出版日期:  2022-09-01

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