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锂电池负极材料的类型及不同材料的特性分析
如今,随处可见电池,那么您知道锂电池的负极材料是什么吗?它们有什么特点?随着世界的多元化发展,我们的生活在不断变化,包括我们接触到的各种电子产品。然后,您一定不知道这些产品的某些成分,例如锂电池负极材料。
锂电池负极材料具有多种性能指标,例如克容量,倍率性能,循环寿命,初效,压实密度,膨胀率,比表面积等,并且很难平衡它们。例如,大颗粒的压实密度好,克容量高,但速率不好。
相反,小颗粒。阳极制造商应优化生产工艺,以改善材料的整体和综合性能。
作为锂离子电池的关键材料之一,负极材料占电池成本的10%。新能源汽车和动力锂离子电池市场的持续快速增长导致锂离子电池负极材料的产量不断增加。
锂电池的主要负极材料是锡基材料,锂基材料,钛酸锂,碳纳米材料,石墨烯材料等。锂电池负极材料的能量密度是影响能量的主要因素之一。
锂电池的密度。锂电池的正极材料,负极材料,电解质和隔膜被称为锂电池的四芯材料。
下面我们简要介绍各种负极材料的性能指标,优缺点和可能的改进方向。碳纳米管是具有石墨化结构的碳材料。
它具有出色的导电性。同时,由于其较小的深度和释放锂时的短行程,当负极材料以高速率进行充电和放电时,极化效应很小,这可以改善电池的高速率充电和放电性能。
电池。然而,当将碳纳米管直接用作锂电池的负极材料时,将存在诸如不可逆容量高,电压滞后和不明显的放电平稳期的问题。
例如,Ng等。通过简单的过滤制备单壁碳纳米管,并将其直接用作负极材料。
首次放电容量为1700mAh / g,可逆容量仅为400mAh / g。石墨具有许多优良的性能,因此广泛用于冶金,机械,电气,化工,纺织,国防和其他工业部门,例如石墨模具,石墨电极,石墨耐火材料,石墨润滑材料,石墨密封材料等。
我国是世界上石墨储量最丰富的国家,也是最大的生产国和出口国。它在世界石墨行业中占有重要地位。
根据国土资源部的统计,我国有结晶石墨储量3085万吨,基础储量5280万吨。隐晶石墨储量为1358万吨,基本储量为2371万吨。
中国的石墨储量占世界的70%以上。钛酸锂的许多优点决定了其出色的循环性能和高安全性。
然而,其电导率不高,并且在大电流充电和放电期间其容量严重劣化。通常使用表面改性或掺杂来提高其导电性。
例如,Xiao等。以Mg(NO3)2为镁源,通过固相法制备了Mg2 +掺杂的钛酸锂,表明掺杂的Mg2 +不会破坏钛酸锂的尖晶石晶体结构,且掺杂材料具有良好的分散性。
它的比容量在10C的放电速率下可以达到83.8mAh / g,是未掺杂材料的2.2倍,并且在10次充放电循环后容量没有明显降低。交流阻抗测试表明,掺杂材料的电荷转移电阻显着降低。
硅的电压平台略高于石墨。这样做的优点是锂不太可能在充电过程中释放。
在安全性能方面,它比石墨具有很大的优势。从硅的来源来看,硅是地壳中最丰富的元素之一,其来源广泛且价格低廉。
在充电和放电过程中,锂的硅脱嵌反应将伴随着较大的体积变化(> 300%),而