煤炭清潔高效利用是國家推進實施"碳達峰碳中和"能源發展戰略的重要內容,煤的材料化是實現其低碳高值化潔凈利用的有效途徑之一。鋰離子電池作為一種綠色儲能器件,廣泛應用于便攜式電子設備、電動汽車及靜態儲能系統等領域。負極材料的微觀結構是影響鋰離子電池性能的關鍵因素。針對現有商用石墨負極材料存在可逆容量低、倍率性能差等問題,開發高性能新型炭材料來替代傳統石墨負極具有重要意義。本文基于無煙煤富含類石墨微晶芳香片層,且原生孔隙發達等特點,以太西無煙煤為原料,在掌握熱處理過程中無煙煤微觀結構演化規律的基礎上,通過合理調控炭化-石墨化過程,在石墨微晶結構中有針對性地引入納米孔道,構筑以石墨微晶為骨架的煤基多孔石墨化炭。系統研究煤基多孔碳納米片、煤基石墨烯納米片等不同多孔石墨化炭微觀結構的調控機制、石墨化炭微觀結構對負極材料儲能特性的內在影響機制等,為高性能石墨化炭負極材料的研發和煤炭資源的低碳高值化利用提供理論依據和技術支撐。
高性能煤基炭材料的可控制備及其電化學性能評價