水热法制备碳纳米球修饰天然石墨材料CNSNG

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

沥青包覆改性天然石墨

采用液相及动态熔融法使沥青炭均匀包覆于天然石墨的表面,观察天然石墨的表面结构,测量其物理参数,考核复合材料的充放电性能。结果表明:天然石墨表面存在沥青热解碳,粒径、振实密度增大,复合炭材料的充放电容量、循环性能都得到提高。添加5%沥青经400℃炭化3h、850℃热处理2h的样品,电化学性能最好,可逆容量为362mah/g,不可逆容量为31.7mah/g,首次充放电效率为92.0%,30个循环周期后,容量保持率为96.6%

以细粒石墨粉为原料、改质和高温煤沥青为黏结剂,采用热压成型工艺制备炭块,并对其进行炭化和石墨化处理后得到石墨块体。结果表明,随着热处理温度的上升,热压制备炭块的体积密度和电阻率发生了明显的变化,与改质沥青相比,以高残炭率沥青为黏结剂所制细粒石墨材料具有较高的体积密度和较低的电阻率;x射线衍射xrd和扫描电镜sem分析表明,细粒石墨在块体材料中具有明显的取向性。

在有、无外加磁场的条件下,采用电镀的方法在天然鳞片石墨的表面上镀覆了一层均匀的镍颗粒。分别用扫描电子显微镜、x射线衍射仪及振动样品磁强计对产品进行了分析,研究了外加磁场对镍的沉积形貌、晶体取向及磁性质的影响。结果显示:镍颗粒在无磁场下电沉积时为近球形,在外加磁场下沉积时为刺球形,两者都为面心立方单晶结构,但后者具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力。这些实验现象表明,外加磁场在镍的沉积过程中对镍的晶体生长有影响。

以平均粒径在20~30μm的天然鳞片石墨为原料,浓硝酸为插层剂,高锰酸钾、五氧化二磷为氧化剂,采用混合酸浸渍法氧化插层制备可膨胀石墨,经过微波法得到膨胀石墨。研究了影响微细鳞片石墨插层和膨胀的主要因素,确定制备膨胀石墨的最佳条件为:石墨、高锰酸钾与五氧化二磷质量比20∶7∶25,硝酸质量分数68%,反应时间80min,反应温度25℃,微波功率800w,微波时间40s,此时得到最佳膨胀体积,达到25.0ml/g。

石墨材料 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工 业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、 塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要 求的零件。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、 机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密 切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着 这些产品的质量。近年模具行业飞速发展，石墨材料、新工艺和不断增加的模具工 厂不断冲击着模具市场，石墨以其良好的物理和化学性能逐渐成为模具制作的首选 材料。 [1]编辑本段石墨模具的优良性能1.优良的导热及导电性能2.线膨胀系数低等很 好的热稳定性能及抗加热冲击性3.耐化学腐蚀与多数金属不易发生反应4.在 高

x衍射和电镜扫描显示通过沥青包覆天然鳞片石墨能在天然鳞片石墨表面包覆了一层完整和均匀的膜。天然石墨经沥青包覆改性后,不可逆容量损失从125.2mah/g减少到32.5mah/g;初始库仑效率达到93%;比容量从290.8mah/g提高到365.3mah/g;100次循环后的容量保持率从55.4%提高到93.86%。电化学性能显示沥青包覆石墨材料的最佳烧结温度为850℃,沥青最佳含量为11%wt。

将天然鳞片石墨与煤沥青以7∶3的比例混合研磨,压力成型并粉碎至大约20μm后将其进行炭化得到炭化样品,并取部分炭化样品对其石墨化得到石墨化样品,将得到的炭化、石墨化样品及天然石墨分别进行xrd、sem测试,并作为锂离子电池负极材料装配电池后进行电化学性能测试。结果表明,经处理后在石墨表面包履了一层沥青,电化学性能提高,炭化后的包覆样品首次效率比石墨提高了10%,但充放电容量偏低,而石墨化后的包覆样品放电容量及首次效率比天然石墨分别提高了16mah/g和11%,不可逆容量降低了59mah/g,稳定后放电容量为380mah/g,效率为99.6%。

以纳米硅(si)、天然石墨(ng)和高软化点沥青为前驱体,通过球磨和裂解制备了具有壳核结构的硅/天然石墨/沥青炭(si-ng/pc)复合材料。考察了球磨时间、球磨速率和物料比等因素对制备材料的组成、结构及其作为锂离子电池阳极电化学性能的影响。结果表明:最佳球磨速率为300r/min,最适宜的球磨时间为21h。所制si-ng/pc复合材料的循环性能随pc含量的增加而提高,但其比容量却随pc含量的增加迅速降低,pc的最佳质量分数为30%。同时,si-ng/pc复合材料的比容量随si含量的增加而增大,为获得好的循环性能,纳米si质量分数应低于35%。在优化条件下制备的si-ng/pc复合材料在50个循环中表现出高的比容量和优异的循环性能。

日前，国际著名电化学专业杂志electrochimacta（2015，170，9-15）发表了湖北工程学院动力与储能电源创新团队在天然石墨基电极材料研究方面取得的最新进展。该杂志影响因子为4．4，研究论文第一作者为化学与材料科学学院丁瑜博士。

用改质沥青制备碳—石墨的材料的研究

首先采用颗粒复合法(pcs,particlecompositesystem)对cu-碳纳米管(cnt)粉末进行表面改性处理,得到cnt镶嵌或包覆于较软微米cu颗粒表面的复合粉,其形貌近似球形,然后将复合粉通过sps烧结工艺制备成cu-2%(质量分数)cnt复合材料。通过硬度测试、密度测试、sem形貌观察和能谱分析,研究了pcs处理时间对cu-2%cnt复合材料的组织和性能的影响并与普通混粉后的复合材料做了比较。结果表明,随着pcs处理时间的延长,复合粉末粒径不断减小,在40min以后,随时间的延长,粒径基本保持不变。与纯cu相比,经pcs处理后制备的cu-2%cnt复合材料硬度有26%~34%的提高,与普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在铜基体中呈连通的网状结构,复合材料的致密度达97%以上。

4环氧树脂包覆改性天然石墨的结构与性能

模板法是合成纳米复合材料的一种非常重要的技术,利用其空间限域作用和结构导向作用可对合成材料的尺寸、形貌、结构和排列等进行有效的调制。主要从生物材料模板、有机化合物模板和无机化合物模板3方面综述了近年来模板法制备纳米材料的研究进展,展示出模板法所具有的广阔应用前景。

用球磨法制备了碳纳米管/cu复合材料粉末,采用扫描电镜(sem)对不同工艺制备的复合粉末进行研究。结果表明,采用两步实验,通过调节工艺参数,可以得到恰当长度的碳管,能够实现碳管在铜基体中的有效分散。

自然界中多种天然生物质含有结构复杂的无机纳米材料或有机纳米材料,这些生物纳米材料的几何尺寸高度均一,且具有结构多样性的特点.因此,天然生物质是制备结构复杂且粒径呈单分散分布的纳米材料的理想模板.近年来,生物模板法已成为纳米材料合成领域的研究热点.通过大量实例较详尽地综述了以纤维素、壳聚糖、蛋白质和微生物为模板制备纳米材料的研究,对所涉及的机理进行了阐述,并讨论了这些纳米材料在催化、能源和检测等方面的应用.最后,对生物模板法制备纳米材料的发展前景进行了展望.

16. 人造石墨和天然石墨的区别 人造石墨循环比天然石墨好，天然石墨容量高，由于循环差的原因对电解液的选 择比较重要，天然石墨比较软，但是压实过高其颗粒可能就形变了，并且吸液能 力会急剧下降 天然石墨压实密度高，克容量高，一般在350mah/g以上；加工性能好；但是在同等压实 密度条件下，循环性能要稍差，低温性能及倍率性能稍差。 人造石墨循环性能、高低温性能好，但是压实密度低，克容量不高，一般在325～350mah/g。 加工性能稍差。 （中国-南朝鲜-原苏联）我国石墨储量、原料产量及出口量均居世界首位，且晶质鳞片石墨大片 率高、杂质少。南朝鲜是世界第二大石墨生产国，大部分为土状石墨。原苏联是第三石墨生产国， 主要为晶质石墨。日本是最大的石墨进口国和消费国，美国、德国、英国的消耗量也很大。 天然石墨的价值及其纯度与粒度关系最大。纯度常用含碳量或灰分表示，

生物模板法制备纳米材料

德国卡尔斯鲁尔技术研究院（kit）和美国莱斯大学的科学家合作，利用镍原子在石墨材料中成功“开凿”出直径为纳米级别的“隧道”，有望为制备锂离子电池高性能多孔石墨电极等提供新的技术手段。研究人员首先将金属镍纳米颗粒引入石墨材料表面，然后在充满氢气的环境中进行快速加热，

德国卡尔斯鲁尔技术研究院和美国莱斯大学的科学家合作,利用镍原子在石墨材料中成功"开凿"出直径为纳米级别的"隧道",有望为制备锂离子电池高性能多孔石墨电极等提供新的技术手段。研究人员首先将金属镍纳米颗粒引入石墨材料表面,然后在充满氢气的环境中进行快速加热,金属镍纳米颗粒的表面将起到催化作用,使石墨中的碳原子脱离晶体栅格,与氢原子结合成气态的甲烷。在此过程中,金属镍纳米颗粒在毛细管效应作用下,将被"吸入"在石墨材料表面形成的微小"孔穴"中,并继续

复合材料是一种由两种及以上的不同性质的材料构成,具备该两种材料新的性质或者更加强的性质。随着科学的不断发展,多功能的复合材料不断的被人们发现和制取出来,当今材料组分的研究更是已经进入了纳米级别的研究,从而赋予了这种特殊的纳米复合材料更加优异的性质。