Project Engineering

石油焦为石油炼制的副产品,它凭借高碳含量、可调石墨化度及低成本等优势,在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等电化学储能领域具有广阔的应用前景。其电化学性能的核心取决于微结构特征(孔隙结构、石墨化度、表面化学状态)与电化学功能需求的匹配程度。可当前石油焦存在孔隙分布不均、石墨化度调控难度大、表面活性位点不足等问题,制约了其在高倍率、长寿命电化学器件中的应用。本文系统剖析了石油焦微结构(孔隙、石墨化度、表面化学)与其电化学性能之间的构效关系,进而从预处理、热解碳化与掺杂调控三个维度,构建了一套微结构精准塑造的策略体系。相应地,针对离子传输动力学、电子导电性与电极-电解液界面稳定性这三大核心电化学功能需求,本文提出了面向不同储能器件(锂离子电池、超级电容器、燃料电池)的功能定向设计蓝图,为高性能石油焦基电极材料的开发提供了理论指导与设计思路。