【成果概述】

兰炭也称半焦碳，以低变质煤为原料在隔绝空气的情况采用低温干馏技术生产的一种固体产品。它是一种较为硬而脆的煤种，在兰炭生产过程中，小于 3 mm 的兰炭粉末约占总质量的 10%，这部分兰炭粉(半焦)是用廉价的末煤干馏而成，成本较块煤降低近20%。因其粒度小，不符合生产工艺要求，只能被当作低级燃料廉价处理或被弃置于河道或地头。这不仅造成大量能源浪费，限制兰炭的经济效益，而且对环境造成严重污染。

将兰炭经过改性后加工制作成高品质碳材料，如锂离子电池负极或者活性碳等，延长兰炭产业链，变废为宝。

【性能优势】

1、兰炭基负极材料电化学性能

表 1 兰炭基负极材料电化学性能

2、兰炭粉末制备人工石墨的优势及应用前景

（1）原始材料基本无成本，通常作为废料处理；

（2）催化剂有效催化兰炭石墨化，人工石墨品质高，催化剂成本低；

（3）人工石墨容量高，循环性能好，可作为高品质动力电池使用。

国内某知名锂离子电池负极生产企业将容量大于 350mAh/g 的负极定位在高端产品，在 1C 下循环 500 次，其容量保持率为 85%。本项目产品在 0.1C 电流密度下，比容量可以达到 361mAh/g；经过 0.5C 与 0.1C 交替 300 次循环后,其容量保持率接近 100%。0.5C

电流密度下循环 300 次，容量为 337mAh/g；1C 电流密度循环 300 次，容量为 314mAh/g，保持率接近 100%。

长循环寿命测试显示，高端商业负极在 1C 充放电条件下，800 次循环后容量保持率低于 85%。而兰炭基负极材料在 0.5C 充放电条件下，900 次循环后容量保持率高于 95%。

（4）人工石墨利润高；高品质人造石墨可以达到 4-6 万/吨，甚至可达到 10 万/吨，而初步估计生产兰炭负极成本低于 2 万元/吨。利润空间巨大。

除此以外，目前我们的工作也延伸到无烟煤等碳基材料，也展示出非常优异的性能。0.05C 电流密度下容量可以达到 390 mAh/g，而且具有非常好的稳定性。因此，本项目原材料选择面广、成本低、利润大。