低硫石油焦鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能研究

陸佳欣，楊璐彬，王際童，凌立成

華東理工大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200237

石油焦是由原油經(jīng)過(guò)蒸餾再延遲焦化后得到的產(chǎn)品[1-2]。石油焦產(chǎn)量豐富，大部分石油焦可作為金屬冶煉的燃料，品質(zhì)好的石油焦（針狀焦）還可以作為儲(chǔ)能材料的原材料，用于制備人造石墨或者多孔碳，從而提高石油焦的附加值[3-6]。

鋰離子電池在電動(dòng)汽車(chē)及大型儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，負(fù)極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵之一。目前，負(fù)極材料仍然以天然/人造石墨為主[7-11]，而人造石墨在鋰離子電池里的應(yīng)用也比較成熟，劉盼等[9]將瀝青包覆石油焦制備了大倍率、高容量的鋰離子電池，劉春洋等[10]在石油焦中引入鐵等元素提高能量密度和倍率性能，但過(guò)程復(fù)雜且成本較高。

針狀焦由于其硫含量低、灰分低、金屬含量低和易石墨化等優(yōu)點(diǎn)，目前成為了人造石墨的主要原料，但其生產(chǎn)成本較高，且對(duì)原料的要求較高；而普通石油焦與前者相比生產(chǎn)成本低、價(jià)格低廉，但其存在硫含量高的問(wèn)題[14-15]，因此，將其應(yīng)用于鋰離子電池負(fù)極材料的報(bào)道較少。本工作以低硫石油焦為碳源制備了鋰離子電池負(fù)極材料，并將其與針狀焦的性能進(jìn)行了比較，不僅為石油煉化副產(chǎn)物提供新的應(yīng)用思路，更可以得到高附加值的電化學(xué)儲(chǔ)能碳材料，具有一定的商業(yè)應(yīng)用前景。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料與試劑

普通石油焦（JN）來(lái)自中國(guó)石油化工股份有限公司，針狀焦為日本水島焦（JX）；無(wú)水乙醇，分析純；1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP），分析純；導(dǎo)電炭黑，工業(yè)級(jí)；電解液（LiPF6），工業(yè)級(jí)；聚偏二氟乙烯（PVDF），SHV900（100 萬(wàn)分子量）；鋰片，?11.4 mm×0.56 mm；隔膜，Celgard2400；氬氣，99.99%；氮?dú)猓?9.99%；覆碳銅箔，20 μm。

1.2 材料制備

將石油焦在700 ℃、N2氛圍下碳化2 h 除去殘余輕組分，然后將碳化后的樣品放入高溫爐于1 350 ℃、Ar 氛圍下處理2 h 制成軟碳（JN-1350），再進(jìn)行球磨，將球磨后的軟碳置于石墨化爐于2 800 ℃、Ar 氛圍下石墨化0.5 h，即可制出石墨化樣品（JN-2800）；日本水島焦由于其性質(zhì)較好，直接進(jìn)行石墨化即可得到樣品（JX-2800）。

1.3 材料表征

采用JSM-6360LV 型掃描電子顯微鏡（SEM）來(lái)觀察材料樣品表面形貌及顆粒大?。粯悠返暮坑肰ario ELcube 型元素分析儀測(cè)定；采用日本Rigaku D/max 2550 型X 射線衍射儀（XRD）對(duì)樣品進(jìn)行晶相分析，以Cu 靶Kα線為射線源，掃描2θ為10°～80°。材料的層間距采用布拉格公式計(jì)算[5]：

式中：λ為入射X 射線輻射的波長(zhǎng)，為0.154 056 nm；θ002為(002)面的精確測(cè)量衍射角，°；d002為材料的層間距，nm。

石墨化程度（g）的計(jì)算[16]：

1.4 電池組裝與測(cè)試

將制備的材料與粘結(jié)劑PVDF、導(dǎo)電劑炭黑按照質(zhì)量比為92:5:3 混合，加入適量N-甲基吡咯烷酮溶劑攪拌均勻，最后混合成均勻漿料，用自動(dòng)涂膜機(jī)涂布在銅箔上。烘干后沖成圓形的電極片（極片直徑為12 mm），60 ℃真空干燥12 h 制得正極極片。將制備的電極材料作為正極，金屬鋰片作為負(fù)極，Celgard2400 作為隔膜，在充滿氬氣的手套箱中組裝扣式電池。電解液為1 mol/L 的六氟磷酸鋰的碳酸乙烯酯（EC）-碳酸二甲酯（DMC）-碳酸甲乙酯（EMC）混合溶液（其中EC，DMC 和EMC 的體積比為1:1:1）?？凼诫姵貧げ捎肅R2016 型號(hào)。

電池的充放電循環(huán)性能測(cè)試在Land 電化學(xué)工作站（型號(hào)為CT2001C）上進(jìn)行，采用恒流充放電模式，充放電電流密度為186 mA/g（即0.5C，1C 為372 mA/g），循環(huán)次數(shù)為50 次，截止充放電電壓為0.01～2.0 V；電池的倍率性能測(cè)試也在Land 電化學(xué)工作站上進(jìn)行，使電池在不同電流密度下各循環(huán)10 次。循環(huán)伏安測(cè)試在Arbin BT2000 電化學(xué)工作站上進(jìn)行，測(cè)試采用兩電極體系，對(duì)電極和參比電極均為金屬鋰片，循環(huán)伏安掃描速度為0.1 mV/s，掃描電壓為0.0～2.0 V。交流阻抗測(cè)試在Gamry電化學(xué)工作站上進(jìn)行，掃描頻率為0.01～200 000 Hz。

2 結(jié)果與討論

2.1 材料形貌分析

石油焦是由原油蒸餾出輕組分后剩余部分再經(jīng)過(guò)熱裂解所得，其顆粒一般呈無(wú)規(guī)則樣貌，并且微觀結(jié)構(gòu)比較雜亂；針狀焦顆粒一般有較大的長(zhǎng)寬比，其微觀結(jié)構(gòu)有如纖維狀或針狀的紋理走向。各種材料樣品的掃描電鏡照片如圖1 所示。由圖1 可知，JN 樣品顆粒大小不均勻，顆粒形貌不規(guī)則，幾乎無(wú)層狀結(jié)構(gòu)；1 350 ℃碳化后，碳微晶進(jìn)行變形重組，JN-1350 粒徑變得更為集中，并且可以觀察到較明顯的卷曲片層結(jié)構(gòu)；石墨化以后JN-2800 出現(xiàn)明顯的層狀結(jié)構(gòu)。而JX 樣品顆粒形貌更為規(guī)整，粒徑相對(duì)集中，且具有較大的長(zhǎng)寬比，在10 μm 尺度下即可明顯觀察到纖維狀紋理走向。后續(xù)石墨化以后，JX-2800 可以看出比較明顯的石墨規(guī)整層狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明2 800 ℃的高溫讓樣品內(nèi)部的石墨微晶發(fā)生重排，結(jié)構(gòu)更加有序。總之，石油焦經(jīng)過(guò)碳化和石墨化以后，材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)得到很大改善，石墨微晶不斷重組，層狀結(jié)構(gòu)明顯，使之形成可用于電極材料的結(jié)構(gòu)。

圖1 原料焦、碳化樣以及石墨化樣的SEM 照片F(xiàn)ig.1 SEM photos of raw coke,carbonized sample and graphitized sample

2.2 元素分析

原料焦、碳化樣以及石墨化樣的元素分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1?？梢钥闯觯辖沟奶己拷咏?0%，硫含量低于1%，說(shuō)明進(jìn)一步碳化有望獲得高含碳量的鋰離子電池負(fù)極材料；碳化樣的含碳量提高到97.22%，硫含量反而上升，可能是由于1 350 ℃不足以將硫化物除去的同時(shí)，輕組分揮發(fā)導(dǎo)致總質(zhì)量下降，含碳量與針狀焦相近，硫含量略高，會(huì)影響負(fù)極材料的應(yīng)用；石墨化以后JN-2800 和JX-2800 的含碳量均提高到99.5%以上，硫含量分別降至0.07%和0.15%，說(shuō)明在分子重排過(guò)程中有H，N 和S 化合物的分解逸出，顯然JN-2800 的含碳量高于JX-2800，而硫含量低于后者，說(shuō)明JN-2800 作為負(fù)極材料會(huì)有優(yōu)于JX-2800 的地方。

表1 原料、碳化樣、石墨化樣的元素分析Table 1 Elemental analysis of raw materials,carbonized samples and graphitized samples

2.3 微晶結(jié)構(gòu)分析

圖2 為原料焦、碳化樣以及石墨化樣的XRD 結(jié)果。由圖2(a)可知，原料焦和碳化樣的XRD 譜形較為一致，屬于典型的炭材料XRD 圖，在2θ為25.5°附近出現(xiàn)一個(gè)較明顯的002 型衍射峰；JN 的d002型衍射峰最弱，說(shuō)明其微觀結(jié)構(gòu)雜亂無(wú)章；1 350 ℃碳化后，JN-1350 的峰強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，說(shuō)明碳微晶發(fā)生了部分重排，結(jié)構(gòu)有序度比JN 有所改善；而JX 的d002型衍射峰強(qiáng)度最大、最尖銳，說(shuō)明微觀結(jié)構(gòu)十分優(yōu)異，也證實(shí)了針狀焦與石油焦在原料上的結(jié)構(gòu)差別。由圖2(b)可以看出，不同石墨化樣品在2θ為26.4°左右都呈現(xiàn)出尖銳的、典型的(002)特征峰，并出現(xiàn)石墨的典型峰(100)和(004)，是較為理想的負(fù)極材料，但JX-2800 的峰明顯比JN-2800 更為尖銳，后者石墨的典型峰(100)和(004)幾乎不可見(jiàn)，說(shuō)明JX-2800 的石墨化程度比JN-2800 更高。

圖2 原料焦、碳化樣及石墨化樣的XRD 圖譜Fig.2 XRD spectra of raw coke,carbonized sample and graphitized sample

表2 為原料焦、碳化樣以及石墨化樣的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)。由表2 各樣品的d002值可知，各樣品等效層間距的大小為：JN＞JX＞JN-1350。石墨的理論d002值為0.335 4 nm，可見(jiàn)JN 微觀結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)石墨相差最大，而碳化以后的JN-1350 的d002值要略小于JX 的，說(shuō)明碳化石油焦有利于微觀結(jié)構(gòu)的改善。JX 作為針狀焦原料，其片層間距雖然略大于碳化樣品，但其結(jié)構(gòu)更為規(guī)整，而且在JN-1350 和JX 的譜圖上，2θ為40°～60°還有兩個(gè)微弱的峰，代表著石墨微晶的徑向尺度，可以理解為石墨層的面積大小，意味著石墨微晶的重新排列；而JN 的峰強(qiáng)度幾乎為0，表明在原料中多是亂堆結(jié)構(gòu)，而碳化樣品和針狀焦中則存在一定的有序微晶排列，這一結(jié)論與上述的SEM 圖像是一致的。對(duì)于石墨化樣，由d002可知，JX-2800 的層間距更接近石墨理論值，而且其石墨化程度接近100%，遠(yuǎn)優(yōu)于JN-2800的石墨化程度。

表2 原料焦、碳化樣及石墨化樣的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)Table 2 Microstructure parameters of raw coke,carbonized sample and graphitized sample

2.4 電化學(xué)性能分析

2.4.1 碳化樣品的電化學(xué)性能測(cè)試

石油焦碳化以后石墨微晶會(huì)進(jìn)行重組，使結(jié)構(gòu)有序度提高到與針狀焦相近的程度，結(jié)構(gòu)的改善使碳化樣也可作為軟碳電極用于鋰離子電池。圖3 為碳化樣和針狀焦的循環(huán)性能圖。由圖3 可知，兩電池在首次循環(huán)后均出現(xiàn)了不同程度的容量衰減現(xiàn)象，這是由于固體相界面膜（SEI 膜）形成過(guò)程中消耗了部分Li+；而第三次循環(huán)后容量的持續(xù)下降再回升則可能是由于0.2C 的電流下，電池活化不充分，導(dǎo)致電流密度升到0.5C 時(shí)充放電不充分，結(jié)構(gòu)可能存在微弱的漸變，因此容量會(huì)先下降后上升，但電池容量最后會(huì)逐漸穩(wěn)定在某一水平附近，表現(xiàn)出較為良好的循環(huán)穩(wěn)定性。具體的電化學(xué)參數(shù)見(jiàn)表3。由表3 可以看到，JN-1350 和JX 的首次庫(kù)倫效率（ICE）較為接近，為74%左右，這與兩者顆粒粒徑相近有很大關(guān)系；在后續(xù)循環(huán)中，兩種樣品的庫(kù)倫效率都比較穩(wěn)定且接近100%，表明材料表面已形成穩(wěn)定的SEI 膜，停止了Li+的損耗。碳化以后的石油焦作為軟碳材料的優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)性能優(yōu)異，因?yàn)槠渑c電解液的相容性要優(yōu)于石墨，在循環(huán)過(guò)程中不易發(fā)生溶劑共嵌入等現(xiàn)象，保證了負(fù)極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。從容量來(lái)看，循環(huán)初期JN-1350 的容量會(huì)優(yōu)于JX，但后續(xù)循環(huán)過(guò)程中，兩者差距逐漸縮小，且均穩(wěn)定在200 (mA·h)/g 左右，這說(shuō)明碳化以后改善的石油焦結(jié)構(gòu)更有利于Li+的嵌入與脫嵌；JX 作為針狀焦，本身就存在良好的片層趨向，因此微觀結(jié)構(gòu)在循環(huán)過(guò)程中會(huì)逐漸改善。整體分析，JN-1350和JX 在循環(huán)性能方面表現(xiàn)相當(dāng)，但兩者的首次庫(kù)倫效率依舊較低，容量不高，因此難以進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用，需要進(jìn)一步對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

圖3 JN-1350 和JX 的電化學(xué)性能Fig.3 Electrochemical properties of JN-1350 and JX

表3 JN-1350 和JX 的循環(huán)性能參數(shù)Table 3 Cycle performance parameters of JN-1350 and JX

測(cè)試了JN-1350 和JX 在不同電流密度下各循環(huán)10 次的電化學(xué)表現(xiàn)，圖4 為JN-1350 和JX 的倍率性能圖。由圖4 可見(jiàn)，當(dāng)電流密度增加時(shí)充放電電流變大，而大電流密度會(huì)增加材料的極化效應(yīng)，降低放電容量。JN-1350 在各個(gè)電流密度下的比容量均高于JX，兩種材料比容量的下降程度相似，均會(huì)隨著電流密度的增大而下降，但回到0.5C 時(shí)容量會(huì)略有上升，這是由于電極材料的結(jié)構(gòu)在循環(huán)中得到優(yōu)化。在2C 時(shí)，JX 的比容量為122.9 (mA·h)/g，而JN-1350 的比容量更大，保有158.2 (mA·h)/g。

圖4 JN-1350 和JX 的倍率性能Fig.4 Rate performance curve of JN-1350 and JX

圖5 是JN-1350 和JX 的充放電曲線。結(jié)果可見(jiàn)，兩種材料的電壓曲線形狀相似，在1.2 V 左右開(kāi)始放電，曲線整體光滑；在0.5～0.7 V 時(shí)，首次放電曲線呈微弱光滑下降趨勢(shì)，這是SEI 膜的形成導(dǎo)致的。石墨類(lèi)材料一般會(huì)在0.1～0.2 V 出現(xiàn)平穩(wěn)的充放電平臺(tái)，但是碳化后材料并沒(méi)有出現(xiàn)穩(wěn)定的充放電平臺(tái)，在循環(huán)過(guò)程中0.5 V 以下的容量?jī)H占總?cè)萘康?0%左右，實(shí)際可用容量是較低的。這進(jìn)一步說(shuō)明單純碳化處理的材料不能作為理想的鋰離子電池負(fù)極材料，要提高材料的整體電化學(xué)性能，需要對(duì)材料在更高溫度下進(jìn)行熱處理，使之具有規(guī)整的石墨微晶結(jié)構(gòu)。

圖5 JN-1350 和JX 的充放電曲線Fig.5 Charge-discharge curve of JN-1350 and JX

圖6 是JN-1350 和JX 的循環(huán)伏安曲線，以2.0 V 為起點(diǎn)，下半部分碳材料正極發(fā)生還原過(guò)程，上半部分發(fā)生氧化過(guò)程。如圖6 所示，首次循環(huán)中，電壓下降到0.5～0.75 V 時(shí)，曲線出現(xiàn)略微平緩的平臺(tái)，這對(duì)應(yīng)于SEI 膜的形成過(guò)程峰。首次充電時(shí)，材料表面的化學(xué)官能團(tuán)與Li+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成致密的SEI 膜，該膜能保證溶劑化的Li+通過(guò)，在一定程度上有效地抑制了正極材料的膨脹。在后續(xù)循環(huán)中該峰消失，且曲線基本重合，說(shuō)明第一次充電過(guò)程中形成了較為穩(wěn)定的SEI 膜。在0 V 左右有一個(gè)尖銳的峰，標(biāo)志著Li+的嵌入完成。后續(xù)循環(huán)中該處電流均變小，意味著循環(huán)容量的損失。在0.2 V 左右，曲線上半部分出現(xiàn)一個(gè)較為尖銳的峰，即是Li+脫嵌的過(guò)程?？傮w來(lái)看，碳化樣品的氧化峰和還原峰都不尖銳，其鋰的嵌脫過(guò)程無(wú)穩(wěn)定電極電位，故電池應(yīng)用時(shí)無(wú)穩(wěn)定的輸出電壓，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

圖6 JN-1350 和JX 的循環(huán)伏安曲線Fig.6 Cyclic voltammetry curve of JN-1350 and JX

2.4.2 石墨化樣品的電化學(xué)性能測(cè)試

石墨化樣品循環(huán)200 次的性能見(jiàn)圖7 和表4?？傮w而言，兩者的首次放電容量均大于345 (mA·h)/g，但JN-2800 的容量會(huì)低于JX-2800，且循環(huán)200 次后的容量保持率略低于后者，但首次庫(kù)倫效率更高，達(dá)到了82.79%，這與前面石墨化樣品微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)相對(duì)應(yīng)，JN-2800 的La 比JX-2800 更大。JN-2800和JX-2800 在前期有個(gè)容量下降再恢復(fù)過(guò)程，這可能是活性電極在充放電過(guò)程中的活化，在前125 次循環(huán)過(guò)程中，兩種石墨化樣的容量衰減程度相近，說(shuō)明循環(huán)性能相差不大，但循環(huán)150 次左右JN-2800的容量發(fā)生波動(dòng)，并伴隨容量值下降，這可能是由于溫度影響、儀器測(cè)試造成的。

圖7 JN-2800 和JX-2800 的循環(huán)性能Fig.7 Cycle performance diagram of JN-2800 and JX-2800

表4 JN-2800 和JX-2800 的循環(huán)性能參數(shù)Table 4 Cycle performance parameters of JN-2800 and JX-2800

石墨化樣品的倍率性能見(jiàn)圖8 和表5。結(jié)果所示，在前20 次循環(huán)內(nèi)，各電池未發(fā)生明顯的容量衰減；當(dāng)電流密度增大到0.5C，曲線開(kāi)始出現(xiàn)波動(dòng)；而到了1C～2C，容量發(fā)生大幅下降。因?yàn)槭?lèi)材料對(duì)于大電流充放電的耐受性不高，在大電流下其片層可能被擊穿從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的坍塌，進(jìn)而導(dǎo)致容量的嚴(yán)重下降。不過(guò)當(dāng)電流密度恢復(fù)到0.1C 時(shí)，各電池容量又回到了比較高的位置，且在2C 時(shí)，兩者比容量相近，見(jiàn)表5。對(duì)比可知，JN-2800 比JX-2800 的倍率性能好一點(diǎn)，JN-2800 的初始容量為323.9(mA·h)/g，最終容量為322.2 (mA·h)/g，容量保持率為99.4%。JX-2800 的初始容量為311.0 (mA·h)/g，最終容量為308.4 (mA·h)/g，容量保持率為99.2%。這滿足了大多數(shù)商用電池的需求。

圖8 JN-2800 和JX-2800 的倍率性能曲線Fig.8 Rate performance curve of JN-2800 and JX-2800

表5 JN-2800 和JX-2800 的倍率性能參數(shù)Table 5 Rate performance parameters of JN-2800 and JX-2800

圖9 為兩種石墨化樣品在186 mA/g 的充放電曲線。由圖9 可知，樣品的充放電曲線接近標(biāo)準(zhǔn)的“U”字型，在0～0.2 V 有一個(gè)較穩(wěn)定的平臺(tái)；當(dāng)電位繼續(xù)升高時(shí)，其嵌鋰或脫鋰容量基本保持不變，說(shuō)明該石墨化材料接近理想石墨結(jié)構(gòu)，鋰的嵌入或脫出大多數(shù)在石墨層間進(jìn)行，由于該材料的結(jié)構(gòu)相對(duì)較為規(guī)整，因此對(duì)應(yīng)一個(gè)較低的電極電位和穩(wěn)定的充放電平臺(tái)，這滿足了商用電池的需求。JX-2800充放電曲線重合度比JN-2800 更好，說(shuō)明其循環(huán)穩(wěn)定性更好。JN-2800 在循環(huán)10 次以前重合度較差，這是其前期活化不充分造成的；而活化完成后50 次循環(huán)的充放電曲線重合度變好，因此JN-2800 在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮在制備極片的過(guò)程中預(yù)鋰化，以減少由于SEI 膜形成所消耗的Li+而導(dǎo)致的比容量下降。

圖9 JN-2800 和JX-2800 的充放電曲線Fig.9 Charge-discharge curves of JN-2800 and JX-2800

圖10 為兩種石墨化樣品的循環(huán)伏安曲線。由圖10 可知，石墨化樣品第一次放電時(shí)在0.25～0.6 V有一較寬的還原峰，為電解液與石墨負(fù)極上的含氧官能團(tuán)反應(yīng)形成SEI 膜的過(guò)程，但在第二次循環(huán)時(shí)該峰消失，說(shuō)明在石墨化樣品的表面化學(xué)性質(zhì)已經(jīng)穩(wěn)定，電解液不再對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，因此第二次循環(huán)后的庫(kù)倫效率接近100%；兩石墨化樣品在0 V 和0.25 V 出現(xiàn)尖銳的還原峰和氧化峰，相對(duì)應(yīng)于鋰離子在石墨層間的插入和脫出過(guò)程，兩個(gè)峰比較窄，說(shuō)明石墨層的結(jié)構(gòu)單一；JN-2800 的曲線重合度更優(yōu)，說(shuō)明其結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定。

圖10 JN-2800 和JX-2800 的循環(huán)伏安曲線Fig.10 Cyclic voltammetry curves of JN-2800 and JX-2800

3 結(jié)論

a）碳化后的石油焦雖然具有軟碳優(yōu)異的循環(huán)性能，但其容量、初始庫(kù)倫效率不高，而且沒(méi)有穩(wěn)定的充放電平臺(tái)和輸出電壓，所以碳化石油焦需要進(jìn)一步石墨化以改善材料的結(jié)構(gòu)。石墨化以后的石油焦的初始庫(kù)倫效率提高到了82.79%，200 次循環(huán)后70.2%的容量保持率雖然低于針狀焦石墨化樣，但倍率性能優(yōu)于后者。

b）石墨化后的石油焦會(huì)由于活化不充分導(dǎo)致容量的下降，可以考慮在后續(xù)的應(yīng)用中對(duì)材料預(yù)鋰化，一方面可以緩解由于SEI 膜形成導(dǎo)致的容量下降，另一方面也可用于對(duì)循環(huán)過(guò)程中Li+的補(bǔ)充，以延長(zhǎng)電池壽命。在后續(xù)的研究中，也可將石油焦石墨化樣用于碳硅電極的低成本碳源。

c）石油焦本身雖然含碳量高，但由于其微觀結(jié)構(gòu)雜亂而無(wú)法直接應(yīng)用于鋰離子電池中，碳化、石墨化后得到的人造石墨在鋰離子電池正極材料中有較好的表現(xiàn)。相比于價(jià)格昂貴的針狀焦，價(jià)格低廉、產(chǎn)量豐富的石油焦作為鋰電極材料的碳源具有廣闊的市場(chǎng)前景。