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鋰離子電池新型負極材料一般有什么呢?

鉅大LARGE  |  點擊量:695次  |  2021年01月30日  

鋰離子電池負極材料的重要種類有天然石墨(59%),人造石墨(30%),中間相炭微球(8%)及其他類型(3%)。石墨類負極材料仍然占據鋰電負極材料的主流地位,但近年新型負極材料(如鈦酸鋰等、石墨烯)等的研發與應用也開始受到業內關注。


①鈦酸鋰


尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關注的負極材料,因具有如下優點:


1)鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎零應變;


2)嵌鋰電位較高(1.55V),防止鋰枝晶出現,安全性較高;


3)具有很平坦的電壓平臺;


4)化學擴散系數和庫倫效率高。


鈦酸鋰的諸多優點決定了其具有優異的循環性能和較高的安全性,然而,其導電性不高、大電流充放電時容量衰減嚴重,通常采用表面改性或摻雜來提高其電導率。


②硅基材料


硅作為鋰離子電池理想的負極材料,具有如下優點:硅可與鋰形成Li4.4Si合金,理論儲鋰比容量高達4200mAh/g(超過石墨比容量的10倍);硅的嵌鋰電位(0.5V)略高于石墨,在充電時難以形成鋰枝晶;硅與電解液反應活性低,不會發生有機溶劑的共嵌入現象。


③碳納米管


碳納米管是一種石墨化結構的碳材料,自身具有優良的導電性能,同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短,作為負極材料在大倍率充放電時極化用途較小,可提高鋰離子電池的大倍率充放電性能。然而,碳納米管直接作為鋰離子電池負極材料時,會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不明顯等問題。


碳納米材料(碳納米管和石墨烯)具有比表面積、高的導電性、化學穩定性等優點,在新型鋰離子電池中具有潛在的應用。


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