中间相炭微球(MCMB)生产技术与市场技术文献
中间相炭微球用途
中间相炭微球用途
中间相炭微球是一种特殊的材料，具有广泛的应用领域。
下面将从环境保护、能源存储和生物医学三个方面介绍中间相炭微球的用途。
一、环境保护方面
中间相炭微球可以作为吸附剂用于水污染治理。
由于其具有大比表面积和高孔隙率的特点，中间相炭微球能够高效吸附水中的有机物、重金属离子和微生物等污染物质。
通过调控中间相炭微球的孔径和表面化学性质，可以实现对不同种类污染物的选择性吸附。
此外，中间相炭微球还可以用于土壤修复和废气处理等环境治理领域。
二、能源存储方面
中间相炭微球在能源领域具有重要的应用前景。
由于其独特的碳纤维结构和多孔性，中间相炭微球可以作为电极材料用于超级电容器和锂离子电池等能源存储设备中。
相比于传统材料，中间相炭微球具有更高的比电容和更长的循环寿命，能够提高能源存储设备的性能和可靠性。
此外，中间相炭微球还可以用于光催化和电催化等能源转换过程中。
三、生物医学方面
中间相炭微球在生物医学领域发挥着重要作用。
由于其生物相容性好、表面活性高和孔径可调的特点，中间相炭微球可以用于药物传递和组织工程等领域。
在药物传递方面，中间相炭微球可以作为载
体材料，将药物包裹在微球内部，并通过调控微球的孔隙结构和表面性质，实现药物的控释和靶向输送。
在组织工程方面，中间相炭微球可以作为支架材料用于细胞培养和组织修复，通过提供三维支撑结构和促进细胞生长，实现组织的重建和再生。
中间相炭微球具有广泛的应用领域，包括环境保护、能源存储和生物医学等方面。
随着科技的不断进步和发展，相信中间相炭微球的应用前景会更加广阔，为人们的生活带来更多的便利和改善。
MCMB_水性粘结剂体系锂离子电池负极制备工艺研究
文章编号:1001-8948(2006)04-0038-07M CM B水性粘结剂体系锂离子电池负极制备工艺研究郭雪飞1,王成扬1,张晓林1,王圆方2(1.天津大学化工学院 绿色合成与转化教育部重点实验室,天津 300072;2.天津市铁诚电池材料有限公司,天津 300110)摘要:在锂离子电池炭负极的制备中,粘结剂和导电炭黑用量、不同的碾压及封装条件都将影响电池的电化学性能。
通过循环伏安及恒电流充放电测量技术,研究了中间相炭微球(M C M B ) 水性粘结剂负极制备中上述因素的影响,发现水性粘结剂含量为2w t %(羰甲基纤维素钠∶丁苯橡胶=1∶1,质量比)、导电炭黑含量为3w t %、负极碾压压力为25M Pa 、封装压力50M Pa 时,M C M B 作为负极材料时表现出了较好的充放电性能,可逆放电容量达到了32013mA h g 。
且水性粘结剂工艺性能良好,可以考虑代替成本高且对环境有污染的有机粘结剂。
关键词:锂离子电池;水性粘结剂;炭黑;充放电性能;循环伏安法中图分类号: TM 91219 文献标识码: ASTUDY ON PREPARATI ON TECHNOLOG Y OF THE CATHOD EIN M C M B AQUEOUS B IND ER S Y STE M FORL ITH IU M I ON BATTERYGuo Xue 2fei 1,W ang Cheng 2yang 1,Zhang X iao 2lin 1,W ang Yuan 2fang2(1.Key labo rato ry fo r Green Chem ical T echno logy of State Educati on M in istry ,Schoo l ofChem ical Engineering &T echno logy ,T ian jin U n iversity ,T ian jin 300072;2.T ian jin T iecheng B attery M aterial Co .,L td .T ian jin 300110,Ch ina )Abstract :T he difference am oun t of the b inder and additive carbon b lack ,ro lling p ressu re of the cathode and encap su lati on p ressu re cou ld affect the p erfo rm ance of the lith ium i on batteries distinctly .T he influence of above facto rs in cathode p rep arati on of m eso -carbon m icrobeads (M C M B ) aqueou s b inder system on p er 2fo rm ances of lith ium i on battery w as investigated by m ean s of electrochem ical and cyclic vo ltamm etry m ea 2su rem en ts.T he electrochem ical m easu rem en ts show that M C M B cathode w ith 2w t %b inder ,3w t %additive carbon b lack ,25M Pa ro lling p ressu re and 50M Pa encap su lati on p ressu re ,has good p erfo rm ance of the charge and dischage ,its first reversib le discharge cap acity is 320.3mA h g .A t the sam e ti m e ,aqueou s b inder app lied in the batteries show s excellen t p erfo rm ance ,it cou ld be con sidered to rep lace the o rgan ic b inder w h ich is exp en sive and po llu tan t .Key words :lith ium i on batteries ;aqueou s b inder ;carbon b lack ;charge discharge cap acity ;cycle vo ltam 2m etry收稿日期:2006-08-28作者简介:郭雪飞(1981-),女,河北邯郸人,天津大学化学工艺研究生,研究方向:锂离子电池炭负极材料。
中间相沥青炭微球及其在锂离子二次电池方面的应用
中间相沥青炭微球及其在锂离子二次电池方面的应用宋怀河,陈晓红,章颂云,高燕(北京化工大学材料与工程学院,北京100029)摘 要:中间相沥青炭微球是一种特殊形态的炭材料前驱体,在众多领域有着广泛的应用。
本文介绍了中间相沥青炭微球的制备、结构及性质,在此基础上重点综述了近年来中间相沥青炭微球在高性能锂离子二次电池电极材料方面的应用进展,并指出今后的研究方向。
关键词:中间相沥青炭微球;锂离子二次电池;制备;结构;性质中图分类号:T M911.15 文献标识码:A 文章编号:1001-3741(2002)01-0028-06MESOCARBON MICROBEADS AND ITSAPPLICATION ON THE NEGATIVE ELECTRODE FORLITHIUM ION BATTERIESSONG Hua-i he,CHEN Xiao -hong,ZHANG Song -yun ,GAO Yan(College of Materials Science and Engineering,Beijing University of Chemical Technology ,Beijing 100029,China)Abstract:M esocarbon microbeads (M CM B)are good precursors for many carbon mater ials,such as isotropic carbon wit h high density and high strength,activated carbon w ith super -high specific surface ar ea,packing mater ials for high performance liquid chromatography and catalyst support.In this paper the preparation and the structure and the prop -ert ies of M CM B ar e pr esented,and the resear ch progr ess and the prospect are reviewed in terms of the use of M CM B in the neg ative electrode for lithium ion batteries.Key words:M eso carbon microbeads from mesophase pitch;lit hium ion batter ies;pr epar at ion;structur e;proper ty中间相沥青炭微球(Mesocarbon M icrobeads,M CMB)是沥青类有机化合物如石油渣油和煤焦油沥青在中温(350~550e )惰性气氛中进行热处理时,经过热解,脱氢和缩聚等一系列化学反应逐步形成的分子量大、平面度较高、热力学稳定的缩合稠环芳烃,在表面张力的作用下定向排列自组装生成的直径为5~100L m 的光学各向异性球状聚集体MCMB 。
碳微球的制备
碳微球的制备洪毅杰材料0703 200722093摘要：总结了近年来碳微球的多种制备技术，重点说明几种使用较为广泛的制备方法的工艺，优点及缺点。
关键词：碳微球制备The Preparation of Carbon SpheresAbstract: This paper reviews the recent development of the preparation of carbon spheres. Several methods widely adopted for preparing carbon spheres, with their preparing ways, advantages and disadvantages.Key words: carbon spheres, preparation自从1973年Honda等[1]通过对沥青进行分离从而发现微米级的中间相碳微球以来，由于其优异的性能及广阔的利用前景，碳微球得到了科研人员的重点研究。
碳微球是由石墨片层在玻璃相的石墨结构间断分布而构成，由于其具有高比表面，优异的化学稳定性及热稳定性等，可以制备高强度高密度C／C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭材料、锂离子电池负极材料等一系列高性能碳材料。
而作为碳微球的制备，经过近几年的研究，已经有较大的进展。
总体看来，根据制备环境的不同，主要分为缩聚法，液相法及气象沉积法三种。
1 缩聚法缩聚法主要用于中间相碳微球的制备。
利用原料沥青经过热缩聚得到中间相沥青后分离得到中间相沥青微球，再通过预氧化和炭化过程即得到产物。
Esumi等[2]对煤沥青QS进行热缩聚后经分离得到C/H为2.314，直径为2-15μm的碳微球，从而得到从沥青得到碳微球的工业方法。
今年以来，各国科学家分别以不同来源的沥青，包括煤焦油沥青等。
缩聚法条件简单，操作容易，易于工业化连续生产。
但也存在球径分布广，形状和尺寸不均匀，收得率低的问题。
活性中间相炭微球的制备及机理研究
活性中间相炭微球的制备及机理研究
李铁虎;常天杰;冀勇斌;王大为
【期刊名称】《新型炭材料》
【年(卷),期】2008(23)4
【摘要】以中间相炭微球(MCMBs)为原料,采用KOH、K2CO3分别对MCMBs 进行活化,比较活化效果,发现KOH是一种有效的活化剂,通过KOH活化制备出比表面积达2775 m2/g的活性炭.对活性炭进行XRD、BET比表面积与SEM分析,发现活化后MCMBs的石墨微晶结构被破坏,所制得的活性炭是由无定形组织构成的.活化机理为一系列的化学反应与钾插入石墨微品片层的共同作用.
【总页数】4页(P374-377)
【作者】李铁虎;常天杰;冀勇斌;王大为
【作者单位】西北工业大学,材料学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,材料学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,材料学院,陕西,西安,710072;西北工业大学,材料学院,陕西,西安,710072
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.1
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中间相炭微球热处理用作锂离子电池负极材料
中间相炭微球热处理用作锂离子电池负极材料胡伟;张永刚;王成扬;刘秀军【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2008(022)005【摘要】介绍了热处理工艺对中间相炭微球(MCMB)微观结构的影响及其热处理后用作锂离子电池的电化学性能.指出MCMB经2500 ℃以上高温处理虽然具有良好的充放性能,但是其理论充放电仅为372mAh/g,而MCMB经500～1500 ℃热处理后虽然具有高达1190mAh/g的首次充电容量,但是循环性能极差.而在过渡金属化合物存在下MCMB经低于1000 ℃低温修饰处理可获得充放容量高于500mAh/g、循环性能良好的锂离子电池负极材料,为轻量化、高容量锂离子电池负极材料的开发提供了新的发展方向.【总页数】4页(P19-21,25)【作者】胡伟;张永刚;王成扬;刘秀军【作者单位】天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津,300160;天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津,300160;天津大学化工学院,天津,300072;天津工业大学材料科学与化学工程学院,天津,300160【正文语种】中文【中图分类】TB3【相关文献】1.碳纳米管/中间相炭微球复合材料锂离子电池负极材料研究 [J], 赵廷凯;张红燕;朱若星;王军高;折胜飞;赵星;李铁虎2.低温CoCl2催化热处理中间相炭微球用作锂离子电池负极材料 [J], 张永刚;王成扬;闫裴3.锂离子电池负极材料中间相炭微球的改性 [J], 霍文敏; 邢凡彬4.中间相炭微球在锂离子电池负极材料的应用进展 [J], 杜俊涛; 聂毅; 吕家贺; 马江凯; 郏慧娜; 张敏鑫; 孙一凯; 郑双双; 白璐5.石油沥青基中间相炭微球用作锂离子电池负极材料时与电解液的相容性 [J], 徐仲榆;朱鹏;彭丽华;郑洪河;尹笃林因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
中间相炭微球PPT学习教案
“球形单位构筑”理论 天大化工学院李同起、王成扬等人在研究非均 相成核中间相形成的基础上，提出了含有一定 喹啉不溶物的煤焦油沥青中中间相形成的“球 形单位构筑”理论，该理论认为：中间相形成 和发展过程是三级结构的连续构筑，先由小芳 香分子缩聚形成大平面片层分子（一级结构） ，再由大平面片层分子层积形成球形的中间相 构筑单元（二级结构），然后由这些构筑单元 直接堆积形成中间相球体（三级结构）。
传统理论 “微域构筑”理论 “球形单位构筑”理论
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传统理论
沥青加热到>350℃时，经热解、脱氢、环化、 缩聚和芳构化等反应，形成分子量大、热力学稳 定的多核芳烃化合物的低聚物，并相互堆积、成 为两维有序的聚集体。 随反应程度的提高，低聚物的分子量和深度增大。 由于缩聚分子呈平面状，分子厚度几乎不变。随 分子量增加，分子长径比不断增加，当长径比超 过一临界值时，发生相转变，成为有序的片状液 晶体。 随片状液晶体浓度增加，为使平行排列的平面分 子所形成的新相稳定，要求体系表面自由能最小， 因而转化为表面体积最小的圆球形。
性的稠环芳烃组分，又有一定数量的烷烃链，从 而改善其相容性，并使热缩聚过程中物料流动性 好，促进中间相生成。 改性的缺点——原料成本大量增加，制备工艺复 杂。
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4.2.2添加剂
添加剂——促进中间相小球生成，阻止其融并.
如：添加炭黑
作用机理：通常认为炭黑在中间相初生过程中可 以起到成核作用，促进小球生成；在中间相小球 长大过程中，一部分炭黑可以附着在中间相小球 表面，阻止小球相互融并。
机理及其结构 与性
碳质中间相
能
碳质中间相首先由Brooks和Taylor在前人工作 的基础上研究煤的焦化时所发现。
功能碳材料 中间相炭微球特征及储锂性能
1、简述中间相炭微球的结构特征，影响其结构的因素有那些？举例说明答：MCMB结构有“地球仪”型、“洋葱”型、“同心圆”型、“平行层”结构和“弯曲层”结构等结构。
影响因素有沥青类化合物的种类、组成等；添加剂种类；热缩聚温度和时间；反应环境压力；环境气氛等因素。
①从原料来看，决定反应完成后中间相微球粒径大小的主要因素取决于沥青混合物中分子在系统加热时发生反应，形成的稠环芳烃（一次QI）在溶液体系中的含量。
根据文献2，随着稠环芳烃含量的增加，MCMB的产量增加，粒径减小。
稠环芳烃含量的增加会增大溶液粘度，抑制中间相小球的生长和融合，证明稠环芳烃在MCMB的初生和成长过程中起着关键作用。
因为不同的沥青化合物反应后产生的稠环芳烃的量不同，所以这可以说明不同种类的原料沥青类化合物会影响MCMB的结构。
②从添加剂来看，物理添加剂主要通过外观形貌（几何形状和尺寸大小）对碳质中间相的形成和发展产生影响；化学添加剂主要靠其化学性质来影响中间相的形成和发展。
根据文献1中描述，以二茂铁为添加剂进行反应，不仅可以充当物理添加剂的作用，具有“形核”和“防止融并”的作用，还可以诱导微球内部分子定向排列。
即随着热缩聚反应温度的提高，芳烃化合物可以与二茂铁反应生成α-Fe并吸附在芳烃缩聚物表面，对热缩聚反应具有催化作用，在一定程度上促进片层分子的有序堆积。
与使用炭黑为添加剂制得的中间相微球对比，添加二茂铁制备中间相沥青微球的热缩聚收率和微球产率都较高。
③从温度和反应压力来看，中间相是液相炭化反应的一个中间状态，所以反应温度对其影响极大，而且密闭环境下温度变化可以改变压力大小通过改变反应体系内组份含量来调节体系粘度，从而控制反应根据文献2，随着反应温度的升高，反应体系中中间相热转化速度加快，导致经由热分解得到的低分子化合物增多，高温下气体又发生膨胀，所以体系的压力增加。
又由于高温下沥青中各种平面芳香分子之间缩聚程度的增加，形成分子量大、热力学稳定的稠环芳烃，使体系的粘度增大，导致中间相沥青软化点随反应温度的升高而升高，而且这种反应导致了中间相小球的生成和生长，提高了中间相小球的粒径。
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中间相炭微球（MCMB）生产技术与市场技术文献
大连科技局信息中心创新专题
中间相炭微球(MCMB)因其具有良好的化学稳定性、热稳定性和优良的导电、导热等特性，广泛用于锂离子二次电池负极材料、高密高强C／C复合材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面活性炭材料等领域¨。
特别是20世纪9o年代研制出以MCMB为负极材料的锂离子二次电池，大大地推动了MCMB的工业化应用，MCMB已成为一种具有良好应用前景和开发潜力的炭材料。
中间相炭微球(Mesocarbon Microbeads ,简称为MCMB) 是随着中间相的发现、研究而发展起来的。
最早发现MCMB 的时间可追溯到1961 年,Taylor 在研究煤焦化时发现在镜煤质中有一些光学各向异性的小球体生成、长大进而融并的现象,最终生成了镶嵌结构。
实际上,这些各向异性的小球体就是MCMB 的雏形。
1964 ～ 1965 年,Brooks 和Taylor 发现在沥青液相炭化初期有液晶状各向异性的小球体的生成,此小球体不溶于喹啉等溶剂中,该小球体即为MCMB 的前驱体(沥青中间相球体) ,这为中间相研究奠定了基础。
这时人们对MCMB 的认识还很不足,直到1973 年,才从液相炭化沥青中分离出MCMB ,并开始利用球晶制造无粘结剂各向同性高密度炭材料。
在此以后,对MCMB 的研究快速发展起来。
1978 年,Lewis 在热台显微镜上发现了中间相的可溶热变特征,并最终认定中间相可以包括溶剂不溶的高分子量组分及溶剂可溶的低分子量组分。
此后,日本学者也先后发现了可溶中间相,并对其结构进行了阐述。
1985 年持田勋、山田和本田发表了题为《溶剂可溶中间相和溶剂不溶中间相》的文章,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。
从中间相炭微球发现至今近40 年来,对MCMB 结构、形成机理、球晶分离技术、应用等领域进行了广泛研究,初步得出了MCMB 的结构模型(“地球仪”型和“洋葱”型) 、形成机理, 并提出了几种生产MCMB 的方法。
MCMB 已在诸如高密度高强度炭材料、高性能液相色谱柱填料、高比表面积活性炭、催化剂载体、阳离子交换剂及锂离子二次电池电极等领域得到了应用。
目录扫描结果 D:\J\专题报告\2008\中间相炭微球
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