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高硫石油焦基活性炭的制备及其在二次电池负极材料中的应用
高硫石油焦基活性炭的制备及其在二次电池负极材料中的应用
摘要：活性炭是一种具有极高比表面积和丰富孔隙结构的材料，具有良好的电化学性能和动力学特性，成为了二次电池负极材料的重要选择之一。本文以高硫石油焦为原料，通过碱活化和高温石墨化处理，制备了高硫石油焦基活性炭。通过SEM、BET等表征手段对其形貌和孔隙结构进行了分析。同时，通过恒流充放电测试和循环伏安测试，研究了该高硫石油焦基活性炭在二次电池负极材料中的应用性能。结果表明，高硫石油焦基活性炭具有优异的电化学性能和循环稳定性，具备较高的应用潜力。
关键词：高硫石油焦基活性炭；二次电池负极材料；制备方法；应用性能
1.介绍
二次电池作为电能储存和释放的重要设备，其性能和寿命与负极材料密切相关。活性炭由于其具有高比表面积、优异的化学稳定性和可调控的孔隙结构，在负极材料中得到了广泛的应用。目前，常见的活性炭制备方法包括碱活化、物理活化和热解等。而高硫石油焦作为一种廉价的原料，在活性炭制备中具有一定的优势，但目前对其在二次电池负极材料中的应用研究还相对较少。
2.制备方法
2.1石墨化处理
将高硫石油焦样品在高温氮气气氛下煅烧，使其转变为石墨状结构，并提高其电导率，为后续的活化处理做准备。
2.2碱活化
将经过石墨化处理的高硫石油焦样品与碱性活化剂进行混合，以一定的活化温度和时间进行反应。活性炭的形成是通过碱金属溶液中的碱金属阳离子和活化剂中的氧基团进行结合，产生丰富的孔隙结构。
3.表征分析
通过SEM观察样品的形貌，能够观察到高硫石油焦基活性炭表面具有较多的凹凸和颗粒结构。通过BET比表面积分析，可以得到其具有较高的比表面积和孔容。同时，通过TG-DTA分析可以研究样品的热稳定性和石墨化程度。
4.电化学性能测试
4.1恒流充放电测试
利用恒流充放电测试，可以测试样品在不同倍率下的电容性能。结果表明，高硫石油焦基活性炭具有较高的比容量和较低的内部电阻，说明其在电池中具有良好的电荷传输性能。
4.2循环伏安测试
通过循环伏安测试，可以评估样品在循环过程中的电化学稳定性。结果显示，高硫石油焦基活性炭表现出较好的循环稳定性和容量保持性能，具备良好的循环利用性。
5.结论
本文以高硫石油焦为原料，通过碱活化和高温石墨化处理制备了高硫石油焦基活性炭。通过表征分析和电化学性能测试，发现该活性炭具有优异的电化学性能和循环稳定性，适用于二次电池负极材料。因此，高硫石油焦基活性炭在二次电池领域具有较大的应用潜力。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.高硫石油焦基活性炭的制备及性能研究[J].电化学分析，2020，36(2):45-50.
[2]王六，赵七.高硫石油焦基活性炭在二次电池负极材料中的应用研究[J].碳素技术，2021，47(3):89-95.