石墨电极的中度氧化方法及其对电极与电解液相容性的影响

石墨电极的中度氧化方法包括气相氧化和液相氧化将石墨电极在空气或COz中加热到300~C以上，石墨电极便被不同程度地氧化，电极的可逆容量可以提高20％左右。但过度氧化又会导致材料性质的破坏，所以，氧化的温度和氧化时间的控制十分关键。相比之下，液相氧化的可操作性强，石墨材料在(NH4)2S：Os、HN03、HzO：、Ge(S04)2等氧化剂的水溶液中浸渍一段时间后，石墨表面便增加了许多氧化基团，如一COOH、一OH、一C＝O等，这些基团在电池首次充电过程中形成一COOLi、一OLi、—C—OLi，使电极表面的SEI膜的锂盐成分与石墨层面的边界碳原子建立了结构上的联系，大大增强了SEI膜的稳定性。这些氧化剂还有利于除去石墨中的碳链、碳自由和其它杂原子，在电极中增加了有利于锂离子迁移的纳米通道和增加锂离子储存量的微孔，从而可以显著提高石墨电极的嵌、脱锂容量。图3- 16为未经氧化处理的天然石墨和在(NHq)2S20s、HN03、Ce(S04)2和Hz02的水溶液中氧化处理后的天然石墨的可逆容量随循环次数变化情况，可见，氧化处理后电极的可逆容量和循环性能大幅度提高。
综上所述，石墨电极本身的结构、界面性质和表面官能团的含量都是影响电极与电解液相容性的重要因素，优化电极的这些性质可以提高电极／电解液间的相容性。但电极的修饰与改性不能从根本上改变电极界面SEI膜的组成，因此，没有优良的电解液作保证则难以从根本上实现电解液与炭负极材料间的相容性。