【摘 要】
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该文采用树脂包覆和等离子体镀膜两种方法对天然石墨进行表面改性,并结合多种分析手段如FTIR、TGA、SEM、XRD、XPS和电化学测试方法对所得材料进行了分析测试. 制备了不同交
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该文采用树脂包覆和等离子体镀膜两种方法对天然石墨进行表面改性,并结合多种分析手段如FTIR、TGA、SEM、XRD、XPS和电化学测试方法对所得材料进行了分析测试. 制备了不同交联度的热固性酚醛树脂(PF)包覆石墨材料并在不同温度下进行热解,考察了前体交联度和热处理温度对所得无定形炭的体相结构的影响.XRD结果表明,热解炭材料的有序化程度随热处理温度的升高而增大.首次提出制备以酚醛树脂为壳材料的复合石墨负极的最优化制备条件为1:1的甲醛苯酚比、3:1的石墨树脂混合比和1000℃的热处理温度.在这一条件下制得的复合材料首次放电容量最高达到460mAh·g<-1>以上,高于未处理石墨的放电容量384mAh·g<-1>;充放电循环结果显示,循环20周后包覆石墨的容量仍保持在330mAh·g<-1>以上,而未处理石墨的容量则降低到300mAh·g<-1>以下.循环后电极的扫描电镜结果显示,包覆后石墨电极的粉化现象明显减轻.首次制备了掺硼酚醛树脂(BPF)热解碳包覆石墨材料.制备了掺磷酚醛树脂(PPF)热解碳包覆石墨材料.XRD结果表明,磷酸的引入促进了石墨微晶的生长和堆叠,并降低了微晶层间距;XPS结果显示,磷在碳中主要是与碳环相连;电化学性能测试结果表明,PPF包覆处理后,碳材料放电曲线在低电位区(小于0.5V)的容量增加,磷的掺杂改善了脱嵌过程中的电位滞后:石墨的首次充放电容量得到较为明显的提高,容量分别达到683.3mAh·g<-1>和461.1 mAh·g<-1>,高于未处理石墨材料;可逆容量也比未处理石墨提高了20mAh·g<-1>左右.充放电循环结果和扫描电镜显示,由于PPF热解碳包覆层的存在,电极材料在循环中的粉化现象也得到一定程度的抑制.关于掺磷酚醛树脂热解碳包覆石墨材料的研究未见报导.
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