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炭素技术2024年第04期:掺硫沥青基炭微球制备与储钠性能的研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴昊天;王春举;冯长福;刘清钰;窦睿智;裴晓姗;宋歌;刘海辉;史景利;马昌;

单位:天津工业大学材料科学与工程学院;中国神华煤制油化工有限公司上海研究院;

摘要:以煤直接液化沥青为碳源,通过低温高压硫化和炭化制备了掺硫沥青基炭微球。探讨了炭化温度对掺硫沥青基炭微球的形态、组成、微观结构和储钠性能的影响。结果表明,所得沥青炭富含大量微球,硫含量丰富,600℃下硫原子百分数高达8.48%。随着炭化温度的升高,所得沥青炭的硫含量逐渐降低,比表面积增加到301.79 m~2/g,层间距为0.3731 nm。700℃炭化所得沥青炭储钠性能最佳,在25 mA·g~(-1)的电流密度下,首次充电比容达到435.5 mAh/g,首次库伦效率达64.46%;在0.5 A/g电流密度下经过1 000次循环后仍然具有209.2 mAh/g的可逆容量,表现出优异的循环稳定性。其优异的储钠性能得益于其兼具有高的硫含量、大的层间距以及合适的孔隙结构。

关键词:沥青;炭微球;硫原子掺杂;钠离子电池;负极材料

基金资助:中国神华煤制油化工有限公司上海研究院(7108202208P00021)