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负极材料是锂离子电池的研究重点之一,进一步提高碳质负极材料的性能是负极材料开发的主要课题.该文研究了纳米炭纤维(carbon nanofibers,CNFs)作为添加剂对锂离子电池负极材料-改性球状石墨(modified spherical graphite,MSG)的影响,以期找到一种提高锂离子电池性能的负极添加剂.由于制备工艺过程和电池的应用要求,纳米炭纤维在作为锂离子电池负极应用时,需进行纯化、分散和高温处理.经过纯化和高温处理的纳米炭纤维,杂质含量少,纯度和有序性提高.在进行改性研究之前,考察了纳米炭纤维的电化学充放电性能.纳米炭纤维用作锂离子电池负极材料时,其首次充电比容量可达到350.5mAh/g,但首次循环的不可逆容量损失较大,可逆容量仅有148.1mAh/g;从第二次循环开始,不可逆容量明显降低,相应地循环效率增高.此外,CNFs的电压滞后现象并不是很明显,在充、放电之间仅有0.5V左右的电压滞后.纳米炭纤维具有较高的导电性和强度,将其添加在MSG中,可有效改善MSG的导电性能,而且本身也可以作为活性物质.由于CNFs的加入,使MSG的颗粒之间通过CNFs充分接触,形成导电网络,不仅可以降低电池内阻,而且增强了电极的稳定性,使MSG的充放电性能提高.CNFs添加到MSG中后,电池在首次循环中,随着CNFs添加量的增加,放电比容量依次降低,这表明CNFs能够对MSG的充放电性能产生较大影响.CNFs添加量为5wt.％及15wt.％时,提高幅度较小,并且放电不平稳;添加量为10wt.％时,负极材料放电平稳,达到220mAh/g以上;循环效率也得到改善,至第五次循环时,可逆充放电效率达94.6％.