镧离子掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物的组成、结构和电化学性能

汪树军¹，刘庆国²

(1.石油大学化工系,北京,102200;
2.北京科技大学理化系,北京,100083)

摘要:制备了La3+掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂, 对其进行碳化处理,分析了树脂碳化产物的组成和结构,并进一步考察了树脂碳化产物作为二次锂离子电池碳电极材料的电化学行为. La3+掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂碳化产物与相同处理条件下的未掺杂离子的树脂碳化样品相比,3种非C元素 H, O, S 的含量都发生了明显的变化,其中H,O含量有所提高,而S含量则有所降低. La3+掺杂的聚苯乙烯阳离子交换树脂在碳化过程中更易形成直径较大的层片石墨微晶结构. 电化学实验测试结果进一步证明: La3+掺杂有效地提高了树脂碳化产物作为锂离子电池碳负极材料的电化学性能. 掺杂La3+的树脂碳化样品制备的锂离子电池碳电极材料与未掺杂La3+的树脂碳化样品制备的碳电极材料相比,充放电容量平均提高了约30 mAh·g-1.

关键词:稀土; 离子掺杂; 聚苯乙烯阳离子交换树脂; 碳化; 电极材料;

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