沥青/多孔碳共碳化制备高容积储钠碳材料
张阳阳
许连飞
古容瑶
甄蒙蒙
王鑫
杨建成
沈伯雄
河北工业大学能源与环境工程学院,天津 300401
摘要：为了将煤炭和煤炭衍生物沥青制备成具有高性能储钠的煤基碳负极材料,提出了煤炭中温活化-与沥青高温共碳化的闭孔结构梯级构筑方法,对煤炭先经NaOH中温活化形成的高容积多孔碳,然后与沥青混合、高温共碳化形成的具有高容积闭孔结构的煤基碳负极材料进行了研究.结果表明:沥青与多孔碳高温共碳化抑制了沥青单独高温碳化时长程有序碳微晶结构的形成,并实现了多孔碳开孔结构向闭孔结构的高效转化,形成的碳负极材料具有0.252 cm3/g的高闭孔容积,而比表面积只有6.09 m2/g.并进一步通过研究NaOH与煤的比例、沥青与多孔碳比例、碳化温度等的影响,发现当NaOH与煤炭质量比为1∶1时开展700 ℃中温活化,沥青与多孔碳质量比为2∶1、碳化温度为1 400 ℃时开展高温碳化,所形成的闭孔碳(AC/ZL-1400)的结构与钠离子储存性能最佳.AC/ZL-1400在30 mA/g时显示出高达360.1 mAh/g的储钠容量,首圈库伦效率为81.27％.此外,在150 mA/g下进行400次长循环后,AC/ZL-1400的容量仍可达182.50 mAh/g.该方法为煤炭衍生物沥青与低阶煤的高值化利用提供了新途径.
关键词：煤基碳负极碳化碳微晶结构闭孔结构钠离子储存
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)TK02(一般性问题)
资助基金：河北省创新研究群体资助项目(E2021202006)河北省自然科学基金资助项目(E2024202242)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 120-132 )
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