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锂电池厂家浅谈锂离子电池石墨负极材料和碳类负极材料

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-10-18 11:33  浏览量:

  锂电池厂家浅谈锂离子电池石墨负极材料和碳类负极材料。锂离子电池材料主要有正极材料、负极材料、隔膜和电解液组成。石墨是碳的一种,是锂离子电池负极材料的主要组成部分,接下来锂电池厂家带你进一步了解锂离子石墨负极材料和碳类负极材料。

  锂离子电池石墨负极材料

  石墨具有六元环碳网层状结构,碳碳之间是SP2杂化的,层层之间是分子作用力连接。石墨锂电池具有成本低、结晶程度高,提纯、粉碎、分级技术成熟,充放电电压平台低,理论比容量高等优点。

锂电池负极材料.jpg

  石墨作为锂离子电池负极材料的缺点

  1、与电解液相溶性差,且对其选择性高

  在首次充放电过程中锂和碳形成的插入化合物在电解液中很不稳定,其很容易与电解液发生反应,其生成物一小部分溶于电解液中,而另一部分则在负极与电解液表面形成SEI膜。SEI膜能阻止电解液分子继续供插入石墨负极,能大大提高电池的使用寿命。

  2、大电流放电性能较差

  石墨负极表面形成的SEI膜不均匀且厚,将导致Li+穿过SEI膜时间过长,且石墨本身具有高取向性,Li+只能垂直于石墨端面的C轴插入,大电流放电性能不理想。

  3、由于其本身晶型结构所定,晶格和晶包参数的限制,插入Li+的数量有限,从而决定其容量。

  石墨又分为天然石墨和人造石墨

  天然石墨分为晶质石墨和微晶石墨两类,具有规整的片层结构,适合锂离子脱嵌,资源丰富,成本较低。但未经改性的天然石墨循环性能很差。

  人造石墨是将软碳经约2800℃以上石墨化处理制成,具有压实密度高、高倍率充放电的优点。缺点是制造成本较高,容量较低。

  锂离子电池碳类负极材料

  石墨是碳的一种,碳负极材料还分为软碳和硬碳。硬碳是指高温处理下也难以石墨化的碳,其结构无序,且石墨片叠层少,存在较多缺陷。与石墨相比,硬碳不会发生的溶剂共嵌入和显著的晶格膨胀收缩现象,具有良好的循环性能。但是硬碳材料也存在着压实密度低、首效低、低电位下倍率性能差等问题。

  软碳即高温处理易石墨化的碳。与石墨相比,软碳具有比表面积大、晶体结构稳定和电解液适应性强等特点,由于避免了石墨化处理,软碳材料的成本较低。软碳常被考虑作为动力电池的负极材料

  锂离子电池用碳材料发展至今,石墨材料由于其特殊的微观结构、成熟的生产和改性工艺、较大的原料储量,一直是主流的负极材料,并且在较长的一段时间内仍将持续下去,而软碳和硬碳材料也凭借自身特点开始应用于动力电池领域。

  而石墨类负极材料具有优良的综合性,一直被广泛应用,在今后长一段时间,石墨类负极材料仍将占据商品化负极材料的绝对优势地位。

  以上就是锂电池厂家介绍的锂离子电池石墨负极材料和碳类负极材料,石墨类碳材料应用比较多的是天然石墨和人造石墨;而非碳材料方面主要包括锡基材料、硅基材料、氮化物、钛基材料,其中硅基材料和钛基材料在市场上有少量应用。

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