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调控炭化过程优化煤基硬炭负极储钠性能

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我国煤炭资源丰富多样、价格低廉、分布广泛,将煤转化为新材料,是提高其附加价值和技术含量的有效途径.煤含碳量高、芳环结构丰富,热解炭化可制备钠离子电池硬炭负极材料.以新疆烟煤为碳源,采用低温热解复合高温炭化的两步过程,并调控相应工艺条件,研究了烟煤中间相的发展过程对硬炭结构及其储钠行为的影响.经研究发现,改变低温热解的温度区间、载气流速和升温速率,可以调节胶质体生成阶段内的分解和解聚反应,调节挥发分生成和逸出以及胶质体固化等过程进行的程度,从而调控硬炭的比表面积和石墨化程度等.在温度区间为350～550℃、载气流速为60 ml·min−1、升温速率为1℃·min−1条件下,炭化得到的硬炭负极可逆比容量和首周库仑效率最佳,在0.02 A·g−1的电流密度下分别达到314.3 mA·h·g−1和82.8％,良好的性能归因于煤基硬炭材料中有序结构和缺陷结构的协调和平衡.
Adjusting carbonization process to optimize sodium storage performance of coal-based hard carbon anode

郭行、韩纹莉、董晓玲、李文翠

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大连理工大学化工学院,辽宁大连116024

电化学 钠离子电池 负极材料 烟煤 炭化条件 热解 制备

国家自然科学基金国家自然科学基金辽宁省兴辽英才计划大连市科技创新基金

2177604121905038XLYC19020452020JJ26GX030

2022

10.11949/0438-1157.20211503

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(4)
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