中间相炭微球用作锂离子电池负极材料

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中间相炭微球用作锂离子电池负极材料前景如何?

---来听听专家怎么说

近年来，随着电子产品的普及以及电动汽车的快速发展，锂离子电池的市场规模日益扩大，锂离子电池负极材料的需求量也与日俱增。

　　锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。锂电池充电时，正极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向负极运动与电子合成锂原子。放电时，锂原子从石墨晶体内负极表面电离成锂离子和电子，并在正极处合成锂原子。

负极材料主要影响锂电池的首次效率、循环性能等，负极材料的性能也直接影响锂电池的性能，负极材料占锂电池总成本5~15%左右。负极材料种类上，包括碳系负极、非碳性负极。从技术角度来看，未来锂离子电池负极材料将会呈现出多样性的特点。随着技术的进步，目前的锂离子电池负极材料已经从单一的人造石墨发展到了天然石墨、中间相碳微球、人造石墨为主，软碳/硬碳、无定形碳、钛酸锂、硅碳合金等多种负极材料共存的局面。

中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads ,简称为MCMB)发现于1961年,是一种新型的炭材料,拥有杰出的化学稳定性、热稳定性、优良的导电导热性能，被认为是新能源汽车电池负极材料的最可靠的产品。其是在稠环芳烃化合物（如煤沥青、煤焦油、石油沥青、奈等）炭化过程中形成的一种向列液晶结构，1985 年持田勋、山田和本田发展了炭质中间相理论,为研究MCMB 提供了更有力的理论指导。

　　上个世纪九十年代，锂离子电池刚刚兴起时，负极材料以硬炭为主，容量只有200mAh/g左右，锂离子电池高比能量的优势并没有得到完美体现，中间相炭微球的出现改变了尴尬的局面，以接近300mAh/g的高容量迅速占领了市场，成为了当时手机、数码类产品用锂离子电池的主要负极原材料，锂离子电池的市场也就此开始了爆炸式的发展。

　　进入二十世纪，人造石墨和天然石墨以更高的容量和较低的成本逐步代替了常规锂电中的中间相产品，中间相的销量一度进入低谷，国内外中间相炭微球制造商纷纷减产甚至停产。但此时一个新的市场逐渐发展起来，航模、电动工具等高倍率要求的产品逐渐将目光转向了锂电，天然石墨和人造石墨在倍率性能上的劣势让其对此市场望而生畏，而中间相炭微球则凭借优良的性能再次力挽狂澜，加快了锂离子电池取代镍镉镍氢的步伐。

　　2005年以后，锂电在新能源行业的应用逐渐兴起，动力电池高安全、长循环的特性让业界再次将目光集中到了中间相炭微球上。MCMB具有好的质量比容量和低的不可逆质量比容量,而低成本的石墨具有高的质量比容量，但其不可逆质量比容量比MCMB的高，同时显示出较高的容量衰减率，这对要求长循环，高体积比能量的动力电池而言不太适合。且人造石墨和天然石墨活性较高，相对中间相产品其化学副反应较多，热稳定性和化学稳定性均不及中间相产品，中间相炭微球，又一次为锂离子电池的发展做出了贡献。

从容量取胜、倍率取胜到循环取胜、稳定取胜，中间相炭微球卓越的性能在锂离子电池发展的不同时期大放异彩；从手机、数码，到航模、电动工具，再到电动汽车、储能电池，中间相炭微球在每一个领域都占据了一个不可或缺的地位。时至今日，各大锂离子电池材料制造商再次将重点放在了中间相炭微球上，天津贝瑞特、上海杉杉、台湾中钢、大阪煤气等企业纷纷上马新项目。随着新能源时代的到来，尤其国内电动汽车产业的蓬勃发展，中间相炭微球用作锂离子电池负极材料前景值得期待。

中国化工报社定于2018年4月26日-4月27日举办“2018年煤基化工新材料及高端化学品发展论坛”。本次论坛特别邀请天津大学教授王成扬为我们作“中间相炭微球用作锂离子电池负极材料技术”相关报告。王成扬教授作为负责人先后完成国家863子项目、国家自然科学基金、瑞典-亚洲国际合作项目、天津市重点科技攻关计划、天津市重点自然科学基金等资助的研究课题。多项研究成果通过天津市科委组织的鉴定，获得较高评价，其中“中间相沥青炭纤维”成功实现0.5吨/年规模中试，并获天津大学科技进步二等奖；“锂离子电池负极材料中间相炭微球的研制”专有技术于2013年实现5000吨/年工业化生产，并获2005年度天津市技术发明二等奖。已发表研究论文150余篇，其中90余篇被SCI收录。申请或授权中国专利10项。届时，王教授将详细讲解中间相炭微球用作锂离子电池负极材料技术的开发与应用,敬请期待。参会联系：15910494210

部分议题：

煤基新材料及高端化学品产品链分析；

我国煤化工高端化发展现状与展望；

中间相炭微球技术发展；

西南院甲醇制乙醇技术介绍；

(甲基)丙烯酸合成新技术；

煤基石墨烯制备技术；

化石燃料环境友好工业路线开发；

我国煤系针状焦技术现状及二代新技术开发；

煤基乙二醇衍生产品的技术发展及应用；

煤制油装置产聚α-烯烃合成油技术；

旭阳科技煤基新材料的技术进展等。

参会：石油和化学工业规划院、中国煤炭工业发展研究中心、天津大学、西安科技大学、山东大学、辽宁科技大学、华谊集团、西南化工研究设计院有限公司、国家能源集团、云南煤业、淮北矿业、梧桐树资本、新奥能源、昊华骏化、平煤神马、开祥化工、山西永鑫、宁波富德、开滦集团、旭阳集团、洪业化工、新疆天业、潞安集团、山西焦炭集团、河南能源集团等。

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舰载机飞行员123

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