2023年3月31日，由上海钢联资讯科技有限公司主办，上海期货交易所、索通发展股份有限公司协办的2023 新型负极材料创新研究与应用研讨会在长沙世景广场皇冠假日酒店召开。
31日会上，北京化工大学教授宋怀河就《石墨负极材料的改性和储锂性能》进行演讲。宋怀河教授研究领域主要有沥青基炭材料，炭纳米材料及炭基复合材料，介孔炭材，用于锂/钠/钾二次电池和超级电容器的炭材料等，报告主要由天然石墨负极材料，人造石墨负极材料，硅碳负极材料和总结组成，具体内容如下：
一、天然石墨负极材料
石墨烯包覆天然石墨负极材料主要有以下优缺点：
优点主要有资源储量高、易加工、成本低且无毒 ；容量高、库伦效率高、储锂平台低稳等；
缺点表现在石墨化度和各向异性高；层间易发生滑移或剥离；表面惰性，难以形成稳定SEI膜。
天然石墨负极材料包覆方法有很多种，较为出名的有气相法和液相法，气相法可以将甲烷、煤焦油或组分，石油重油等，液相法能将沥青或其组分溶于溶剂与石墨混合。
总之，石墨烯作为负极材料包覆剂，可以有效提高负极材料的比容量，循环性能和倍率性能；而通过试制18650型锂离子全电池，发现石墨烯包覆改性有效的提高了电池的综合性能。
二、人造石墨负极材料
人造石墨又叫合成石墨，是将有机物质或非石墨质易石墨化炭材料经2500K以上高温石墨化处理得到的石墨质炭材料。与天然石墨相比，人造石墨的容量偏低，优势在于结构的可调控性大，更长的循环寿命、更低的膨胀率和较高的倍率性能；一般采用石油焦、沥青焦、针状焦等可石墨化炭材料为原料经高温石墨化处理得到。
人造石墨负极材料中洋葱型炭微球的各向异性低、结构稳定性高，具有优异的循环稳定性；相比具有开放型层状结构的中间相炭微球，具有“受限型”层状结构的洋葱炭球具有较优的储钾可逆性，因为多面体碳内的碳壳层可通过分离为多个亚层来适应钾离子插层/脱插层过程中所引发的层间膨胀。
三、硅炭负极材料
石墨负极的缺陷主要体现在溶胀、塌陷，循环性能差；比容量已经到达理论极限；难以满足电动汽车等动力电池进一步的高容量需求；即使有补贴也不可持续。但其最大优势体现在比容量大。
四、总结
首先，通过表面改性和结构设计，控制石墨材料的结晶度、片层大小、取向和排列方式等参数可以调控其储锂性能，满足不同应用领域的需求。
其次，与储锂容量更高的物质的复合(如硅) 可以提高石 墨负极的储锂容量，但体积膨胀、循环稳定性等问题突出，需要同步解决。
最后衷心感谢各位的聆听。
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