煤基石墨化炭的结构调控及电化学储能应用

　　高性能煤基炭材料的可控制备及其电化学性能评价

煤炭清洁高效利用是国家推进实施"碳达峰碳中和"能源发展战略的重要内容，煤的材料化是实现其低碳高值化洁净利用的有效途径之一。锂离子电池作为一种绿色储能器件，广泛应用于便携式电子设备、电动汽车及静态储能系统等领域。负极材料的微观结构是影响锂离子电池性能的关键因素。针对现有商用石墨负极材料存在可逆容量低、倍率性能差等问题，开发高性能新型炭材料来替代传统石墨负极具有重要意义。本文基于无烟煤富含类石墨微晶芳香片层，且原生孔隙发达等特点，以太西无烟煤为原料，在掌握热处理过程中无烟煤微观结构演化规律的基础上，通过合理调控炭化-石墨化过程，在石墨微晶结构中有针对性地引入纳米孔道，构筑以石墨微晶为骨架的煤基多孔石墨化炭。系统研究煤基多孔碳纳米片、煤基石墨烯纳米片等不同多孔石墨化炭微观结构的调控机制、石墨化炭微观结构对负极材料储能特性的内在影响机制等，为高性能石墨化炭负极材料的研发和煤炭资源的低碳高值化利用提供理论依据和技术支撑。