煤沥青基微晶炭的制备及其储锂性能

王振帅，邢宝林，，韩学锋，曾会会，侯磊，郭晖，张传祥，，岳志航

（1 河南理工大学化学化工学院，河南焦作454000；2 煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南焦作454000）

随着化石能源的过度消耗以及环境污染的日益恶化，开发清洁能源迫在眉睫。作为一种新型绿色储能和转换器件，锂离子电池（LIBs）具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境污染小等优点，已广泛应用于智能手机、笔记本电脑、医疗器械等便携式电子设备，并有望在国防航空、（混合）电动汽车等高端领域得到重要发展[1−4]。负极材料作为锂离子电池的核心部件，其结构和性质是决定锂离子电池综合性能的关键因素之一[5]。在众多锂离子电池负极材料中，以天然石墨为代表的石墨类炭材料因具有优异的导电性、平稳的电压平台和较低的嵌−脱锂电位等优点，而成为商业化最成功的材料[6−7]。但较低的理论比容量（约372mA·h/g）、较差的循环稳定性和倍率性能等严重限制其在高功率设备上的应用[8−10]。另一方面，随着科学技术的进步，石墨类炭材料在新材料、新能源、电子信息等高新技术产业中的应用潜力逐渐被挖掘，天然石墨逐渐成为重要的战略资源，其价格稳步升高，从而使得石墨资源用于锂离子电池负极材料受到严重制约[11]。因此，急需寻求一种来源广泛，成本低廉的炭材料来替代天然石墨。

我国钢铁工业体量巨大，2018 年焦炭产量占世界总产量的50%以上。煤焦油是焦炭生产过程中的主要副产物，是由近万种稠环芳烃化合物组成的复杂混合物，其中煤沥青（煤焦油蒸馏后重质残余物）占煤焦油总量的55%～65%（质量分数）以上[12]，基本上没有得到高效利用。……