鋰離子電池負(fù)極材料介紹-在線瀏覽
2025-01-25 12:40本頁(yè)面
【正文】 發(fā)展源于上世紀(jì) 90年代，至今不過(guò) 20年，在過(guò)去的 20年是鋰電行業(yè)的一次飛躍，隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境、新能源的重視，鋰離子電池更會(huì)有突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 ? 本幻燈片共分兩章，第一章石墨與鋰離子電池，將簡(jiǎn)單介紹石墨在鋰電中的應(yīng)用；第二章鋰電負(fù)極材料的發(fā)展與現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單陳述鋰離子電池的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。 英文名稱： graphite 分子式： C 用途廣泛 石墨具有許多優(yōu)良的性能，因而在冶金、機(jī)械、電氣、化工、紡織、國(guó)防等工業(yè)部門獲得廣泛應(yīng)用，比如石墨模具、石墨電極、石墨耐火材料、石墨潤(rùn)滑材料、石墨密封材料等。據(jù)我國(guó)國(guó)土資源部統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)晶質(zhì)石墨儲(chǔ)量 3085萬(wàn)噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)量 5280萬(wàn)噸；隱晶質(zhì)石墨儲(chǔ)量 1358萬(wàn)噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)量 2371萬(wàn)噸，中國(guó)石墨儲(chǔ)量占世界的 70%以上。晶質(zhì)石墨結(jié)晶較好，是含碳質(zhì)的巖石經(jīng)長(zhǎng)期地質(zhì)作用變質(zhì)的礦物，呈明顯的片狀或板狀，又稱鱗片石墨；微晶石墨一般呈微晶集合體，是煤變質(zhì)礦物，也稱無(wú)定形石墨、土狀石墨、隱晶石墨。 結(jié)構(gòu) 石墨屬于六方晶系，其晶體是由碳原子組成的六角網(wǎng)狀平面規(guī)則堆砌而成，具有層狀結(jié)構(gòu)。 石墨存在兩種晶體結(jié)構(gòu)：六方形結(jié)構(gòu)和菱形結(jié)構(gòu)，六方形結(jié)構(gòu)為ABABAB… 堆積模型、菱形結(jié)構(gòu)為 ABCABCABC… 堆積模型，如下圖所示：（ a） 為六方形結(jié)構(gòu)，（ b） 為菱形結(jié)構(gòu)。石墨晶體的參數(shù)主要有 La、 Lc和d002， La為石墨晶體沿 a軸方向的平均大小， Lc為墨平面沿與其垂直的 c軸方向進(jìn)行堆積的厚度， d002為墨平面之間的距離。充電時(shí)， 鋰離子 從正極脫嵌，通過(guò)電解質(zhì)和隔膜，嵌入到負(fù)極中；放電時(shí)則相反， 鋰離子從負(fù)極脫嵌，通過(guò)電解質(zhì)和隔膜，嵌入到正極中。 石墨由于具備電子電導(dǎo)率高、鋰離子擴(kuò)散系數(shù)大、層狀結(jié)構(gòu)在嵌鋰前后體積變化小、嵌鋰容量高和嵌鋰電位低等優(yōu)點(diǎn)，成為目前主流的商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極材料。鋰離子嵌入石墨層間后，形成嵌鋰化合 LixC6 （ 0≤x≤1）， 理論容量可達(dá) 372mAh/g（ x=1），反應(yīng)式為： xLi++ 6C+xe→Li xC6 鋰離子嵌入使石墨層與層之間的堆積方式由 ABAB變?yōu)?AAAA，如下圖所示。 通過(guò)石墨改性，如在石墨表面氧化、包覆聚合物熱解炭，形成具有核 殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合石墨，可以改善石墨的充放電性能，提高比容量。因此業(yè)界也開(kāi)始把目光投向非石墨類材料，比如硬碳和其它非碳材料（氧化錫、硅碳合金、鈦酸鋰等）。 ?負(fù)極材料是鋰離子電池的主要組成部分， 負(fù)極材料性能的好壞直接影響到鋰離子電池的性能 。 ?大容量動(dòng)力電池的的應(yīng)用，加大了對(duì)電池材料，尤其是高性能負(fù)極材料的需求。 ? 目前，研究工作主要集中在碳材料和其它具有特殊結(jié)構(gòu)的化合物。 ?第一種方案，通常納米化合金材料，如采用納米 Si粉，或者 Si納米薄膜。 ?第三種方案，采用其氧化物 。例如錫的氧化物： SnO2,SnO等，硅的氧化物 、 SiO、或者兩者的復(fù)合氧化物是。如： （TCO）。 硅、錫的氧化物 尖晶石鈦酸鋰（ Li4Ti5O12） (1)在鋰離子嵌入一脫出的過(guò)程中晶體結(jié)構(gòu)能夠保持高
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1