石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu)在(zai)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)材料(liao)發(fa)展(zhan)中有(you)不(bu)可缺少(shao)的(de)(de)(de)作用 石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu)熱(re)(re)處理(li)過(guo)的(de)(de)(de)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)作為(wei)一(yi)種新型炭(tan)材料(liao),因(yin)其(qi)易于(yu)(yu)(yu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、電(dian)導率(lv)(lv)高(gao)、價格低廉(lian)、灰分低等優(you)異特性,逐漸成(cheng)(cheng)(cheng)為(wei)一(yi)種優(you)質的(de)(de)(de)鋰(li)離子(zi)(zi)(zi)電(dian)池(chi)(chi)負(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)wu,且已占(zhan)據日本(ben)近(jin)60%的(de)(de)(de)市場.近(jin)期(qi),國(guo)內(nei)在(zai)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)生產(chan)技術(shu)上(shang)取得(de)了(le)較(jiao)大(da)突破,實現了(le)規模(mo)生產(chan),但(dan)其(qi)用作鋰(li)離子(zi)(zi)(zi)電(dian)池(chi)(chi)負(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)較(jiao)少(shao). 一(yi)般軟(ruan)炭(tan)(如瀝青焦(jiao)(jiao)(jiao)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)油焦(jiao)(jiao)(jiao)等)經過(guo)2500?3000℃的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu)熱(re)(re)處理(li)后(hou),會轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)為(wei)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)結構,但(dan)該(gai)過(guo)程極(ji)(ji)其(qi)復雜,既涉(she)及(ji)(ji)(ji)(ji)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)在(zai)徑/軸(zhou)向(xiang)的(de)(de)(de)有(you)序(xu)排列(lie)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)的(de)(de)(de)消失、晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)界(jie)面處C-C六(liu)圓(yuan)環(huan)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)、晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)生長,還涉(she)及(ji)(ji)(ji)(ji)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)邊界(jie)處不(bu)飽(bao)和碳原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)、碳原子(zi)(zi)(zi)或氣體(ti)分子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)熱(re)(re)震動(dong)、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)各(ge)向(xiang)異性特性、石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)層(ceng)間的(de)(de)(de)范(fan)德(de)華力等微(wei)觀熱(re)(re)力學或動(dong)力學行(xing)為(wei).目前,熱(re)(re)處理(li)溫(wen)(wen)度與材料(liao)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)參數之間的(de)(de)(de)內(nei)在(zai)關系(xi)(xi)巳得(de)到系(xi)(xi)統研(yan)究(jiu)(jiu),而石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)研(yan)究(jiu)(jiu)較(jiao)少(shao).本(ben)工作以(yi)煤系(xi)(xi)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)為(wei)原料(liao),在(zai)分析熱(re)(re)處理(li)溫(wen)(wen)度對針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)微(wei)結構的(de)(de)(de)影響(xiang)規律的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang),深(shen)入(ru)研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)機(ji)理(li)及(ji)(ji)(ji)(ji)其(qi)用作鋰(li)離子(zi)(zi)(zi)電(dian)池(chi)(chi)負(fu)(fu)極(ji)(ji)材料(liao)的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)(ji)性能(neng)(neng)(neng)和儲鋰(li)機(ji)制(zhi). 將煤系(xi)(xi)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)機(ji)械粉碎后(hou),用。45岬篩網(wang)進(jin)行(xing)篩分,置入(ru)炭(tan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu),先(xian)以(yi)5°C/min的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)速率(lv)(lv)分別升(sheng)(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)至(zhi)700P、1000°C,1500°C,并(bing)標(biao)(biao)記為(wei)NC700、NC1000、NC1500;格樣品置于(yu)(yu)(yu)高(gao)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu),先(xian)以(yi)15-C/min的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)速率(lv)(lv)升(sheng)(sheng)(sheng)至(zhi)1500℃,再以(yi)7°C/min的(de)(de)(de)升(sheng)(sheng)(sheng)溫(wen)(wen)速率(lv)(lv)升(sheng)(sheng)(sheng)至(zhi)2250℃、2800℃并(bing)恒(heng)溫(wen)(wen)30tnin,降至(zhi)室溫(wen)(wen)后(hou)得(de)到石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)樣品,相應(ying)標(biao)(biao)記為(wei)NC2250、NC2800。 在(zai)1500-2250℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過(guo)程中,體(ti)系(xi)(xi)獲(huo)得(de)更大(da)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang),在(zai)表面能(neng)(neng)(neng)以(yi)及(ji)(ji)(ji)(ji)大(da)兀健的(de)(de)(de)作用下,石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)沿軸(zhou)向(xiang)發(fa)生平(ping)(ping)行(xing)排列(lie);同時,體(ti)系(xi)(xi)中碳原子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)熱(re)(re)震動(dong)頻率(lv)(lv)增大(da),平(ping)(ping)行(xing)于(yu)(yu)(yu)平(ping)(ping)面網(wang)格方向(xiang)的(de)(de)(de)振(zhen)幅(fu)增大(da),使(shi)得(de)晶(jing)(jing)(jing)(jing)體(ti)平(ping)(ping)面上(shang)的(de)(de)(de)位(wei)錯線和晶(jing)(jing)(jing)(jing)界(jie)逐漸減少(shao),并(bing)放(fang)出潛(qian)熱(re)(re)。 隨(sui)著(zhu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)爐(lu)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)繼續升(sheng)(sheng)(sheng)高(gao),碳的(de)(de)(de)蒸發(fa)率(lv)(lv)以(yi)指數式上(shang)升(sheng)(sheng)(sheng),這時體(ti)系(xi)(xi)中充(chong)滿各(ge)種碳原子(zi)(zi)(zi)或氣體(ti)分子(zi)(zi)(zi),且石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)在(zai)徑向(xiang)的(de)(de)(de)間距接近(jin)分子(zi)(zi)(zi)水(shui)平(ping)(ping);在(zai)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)邊緣碳的(de)(de)(de)自(zi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)以(yi)及(ji)(ji)(ji)(ji)界(jie)面能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)推(tui)動(dong)力作用下,各(ge)種游(you)離的(de)(de)(de)碳原子(zi)(zi)(zi)與相鄰石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)微(wei)晶(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)邊緣碳發(fa)生反(fan)應(ying),形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)C-C六(liu)圓(yuan)環(huan);在(zai)范(fan)德(de)華力作用下,石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)層(ceng)的(de)(de)(de)“褶皺”消失,并(bing)趨向(xiang)平(ping)(ping)面結構,終形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)三(san)維(wei)有(you)序(xu)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)。針(zhen)(zhen)(zhen)狀(zhuang)焦(jiao)(jiao)(jiao)經過(guo)2800℃的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)熱(re)(re)處理(li)后(hou),終逐步轉化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成(cheng)(cheng)(cheng)三(san)維(wei)有(you)序(xu)的(de)(de)(de)石(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)結構。