馬鈴薯淀粉基炭微球的制備及其電化學性能研究.pdf

1、近年來人們對鋰離子電池的需求不斷加大，對其性能有了更高的要求，綠色安全、高容量的負極材料成為了研究熱點。隨著化石能源日益枯竭、環境問題日趨嚴重，尋找新型的清潔可再生資源迫在眉睫。淀粉作為一種碳質前驅體材料，產量豐富、綠色環保、生物可降解、經濟適用，而馬鈴薯淀粉具有天然球形形貌，制備炭微球時不需要球形化，簡化了炭微球的制備工藝，還可以降低生產成本。
　　本課題以馬鈴薯淀粉為原料，分別以鐵粉與炭黑為添加劑，通過穩定化處理使淀粉分子進一

2、步交聯，后續進行高溫炭化制得了高分散的馬鈴薯淀粉基炭微球，對其形貌與結構進行表征分析，并研究了其用作鋰離子電池負極材料的電化學性能。
　　制備炭微球的過程中，鐵粉通過物理分散作用，將淀粉顆粒相互隔開，使其受熱均勻，加快淀粉受熱脫水、縮聚交聯進程，縮短了穩定化時間。鐵粉與淀粉比例為100％時，穩定化6h制得球形度良好的炭微球，其比表面積為274m2/g，孔容為0.15c m3/g。用作鋰離子電池負極材料表現出優良的倍率性能與循環性能

3、，在50mA/g的電流密度下循環50次后比容量為298mAh/g。
　　添加炭黑制備出了具有優異球形形貌的高分散炭微球。炭黑一方面促進淀粉的穩定化進程，另一方面可以增加炭微球負極材料的導電性，提高其比容量。測試結果表明炭黑添加量為1％時穩定化6h制得的炭微球的比表面積為351m2g-1，孔容為0.19cm3/g，在50mA/g下循環50次后比容量達到324mAh/g，在2A/g下循環10次后比容量保持在105mAh/g，表現出優良