常用锂电池负极材料

时间:2023年05月04日 来源:

锂离子电池对负极材料基本的特征为:1、嵌入电位低、尽量与锂的氧化还原反应电位接近2、单位重量内尽可能高的储能密度3、良好的嵌入嵌出速度、较小的扩散阻力4、较高的电子导电性5、与箔材较好的粘结性能、烘烤过程不易脱落6、亲水性强(不需NMP),具有较低的制备成本、浆料过程稳定性高嵌入型负极材料典型的嵌入型负极材料是碳材料。以石墨化程度的差别通常可以分为软碳、硬碳和石墨。常见的软碳材料有石油焦、针状焦、碳纤维及碳微球等;硬碳,在2000℃以上也难以石墨化(对应为硬度较高、孔隙率较高、具有较高放电容量)。石墨具有层状结构,同一层的碳原子呈正六边形排列,层与层之间靠范德华力结合。石墨层间可嵌入锂离子形成锂-石墨层间化合物(Li-GIC)。石墨类材料导电性好,结晶度高,有稳定的充放电平台,是目前商业化程度比较高的锂离子电池负极材料锂电负极材料的研究进展。常用锂电池负极材料

通过原料或者是在生产过程中被引入的,它们会严重影响电池的电化学性能,因此需要从源头加以控制。例如,某些金属杂质成分不仅会降低电极中活性材料的比例,还会催化电极材料与电解液的副 反应,甚至刺穿隔膜,造成安全隐患。另外,由于人造石墨大多是通过石油裂解制备的,因此这类产品中往往还残存少量的有机产物,如硫、、异丙醇、甲苯、乙苯、二甲苯、苯、乙醇、多溴联苯和多溴联苯醚等(表9)。即《电子和电器设备中限用某些物质的指令》中对各类有害物质做出了限定,我国制定的标准也参考了这一规定。例如,部分负极原料中含有镉、铅、汞、六价铬及其化合物等限用元素,它们对动物、植物和环境有害,因此在标准中对此类物质有严格的限制(石墨≤20ppm,钛锂电池负极材料原理为什么要选择锂电池负极材料?

锂离子电池负极材料负极材料概述锂离子电池: LiCoO2 + C6 ⇔ L1-xCoO2 + LixC6纯石墨的电位约为 3 V vs. Li/Li+,嵌Li导致石墨电位快速下降由于电解液的还原电位比嵌锂电位高,充电过程中,电解液在负极表面发生还原分解,形成SEI膜负极嵌Li电位比较低,容易发生Li析出负极材料的发展早期阶段:金属Li作为锂二次电池负极材料:比容量 vs Li枝晶、与H2O反应20世纪70-80年代:大量研究Li负极替代材料,主要集中在如碳材料、金属和金属化合物等1991年:锂二次电池商品化——碳负极材料(嵌Li稳定、Li电化学反应电势低、嵌脱Li晶体结构保持)1991年-至今:碳的多样化结构决定储Li机制、碳材料修饰改性调控其电子和离子导电性追求高比容量:Si/SiOx/Li等非碳负极材料的开发

锂电池负极材料按照所用活性物质,可分为碳材和非碳材两大类:碳系材料包括石墨材料(天然石墨、人造石墨以及中间相碳位球)与其它碳系(硬碳、软碳和石墨烯)两条路线。石墨烯负极材料又可进一步分为天然石墨、人造石墨、复合石墨和中间相碳微球。其中,天然石墨负极材料的上游为天然石墨矿石,人造石墨负极材料的上游包括针状焦、石油焦、沥青焦等原料。非碳系材料可细分为钛基材料、硅基材料、锡基材料、氮化物和金属锂等。锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池**早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和环境友好等众多优点。

制备Li4Ti5O12时,为保证反应的充分进行,一般都会让锂源过量,而它们主要以Li2CO3或者LiOH的形式存在,使终产品呈碱性。当残碱量过高时,材料的稳定性变差,容易与空气中的水和二氧化碳等反应,会直接影响材料的电化学性能。另外,由于石墨类负极浆料目前主要为水性体系,因此它对水分的要求(≤0.2%)并没有像正极材料(浆料通常为油性体系,≤0.05%)那样苛刻,这对降低电池的生产成本和简化工艺具有一定意义。2.7负极材料的主元素含量石墨负极虽然具有较高的容量和低且平稳的嵌锂电位,但是它对电解液的组分十分敏感,易剥离,石墨烯做锂电池负极材料面临哪些问题?专业锂电池负极材料售后保障

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