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本论文以具有良好导电性、易于石墨化的针状焦为研究对象，通过对其进行炭化、石墨化热处理并采用NaOH熔融刻蚀、酚醛树脂包覆和Si掺杂技术，获得性价比较高的锂离子电池负极材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术对材料的微观结构和表面形貌进行了分析；采用元素分析、X射线光电子能谱(XPS)等对材料的表面化学性质进行了分析；并通过恒流充放电、循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(ElS)等技术研究了其电化学性能。
本论文选择四种不同的针状焦为原料，在对其表面化学性质、微晶结构、元素含量进行系统分析的基础上，深入研究了热处理工艺、催化石墨化、酚醛树脂包覆和Si掺杂对针状焦电极性能的影响规律。研究结果表明：1)在700～1000℃对四种生焦进行炭化热处理后，材料的充放电容量随炭化温度的升高而降低，其中，700℃炭化能获得最大的贮锂容量；2)四种生焦经700℃NaOH熔融刻蚀后，S含量明显降低；3)Fe(NO3)3和H3BO3对针状焦均具有一定的催化石墨化功能，其催化机制表现为碳化物的转化机理；4)采用包覆法在石墨化针状焦外表面包覆一层碳，结果表明10％酚醛树脂包覆针状焦的电化学性能最佳，其首次充电容量和首次库伦效率分别为327 mAh/g和69.9％；5)通过球磨法在石墨化针状焦中掺杂纳米碳管和纳米碳纤维，二者的掺杂在一定程度上能有效降低颗粒间的接触内阻；6)采用气相沉积法，在球磨后的Si/针状焦表面包覆酚醛树脂炭制得碳/Si／针状焦负极材料，该材料经25次充放电循环后可逆容量仍保持在860 mAh/g。本论文对开发价格低廉的锂离子电池负极材料具有一定的指导意义，并对开发高容量锂离子电池负极材料具有一定的参考价值。