鋰離子電池負(fù)極材料介紹-閱讀頁
2024-12-23 12:40本頁面
【正文】 度的穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的循環(huán)性能和平穩(wěn)的放電電壓。 (3)理論比容量為 175 mAh/g，實際比容量可達 165 mAh/g，并集中在平臺區(qū)域。 (5)制備 Li4Ti5O12的原料來源比較豐富。 ?溶膠凝膠法 溶膠凝膠法合成 Li4Ti5012一般將鈦酸丁酯和乙醇溶液按一定比例混合，再向其中加入一定量的乙酸鋰 (一般 Li：TiO2=4： 5)、乙醇、去離子水等合成步驟見下圖 鈦酸鋰的制備工藝 一般而言，固相反應(yīng)受到合成條件的影響，可能導(dǎo)致材料不均勻，粒徑分布過寬，不易控制等缺點。 含碳化合物負(fù)極材料 ?含碳化合物負(fù)極材料有 BCN、 CSiO等。 ?BCN系化合物和 CSiO系化合物有較高的比容量，但其放電曲線為一“斜坡”，不象石墨材料那樣在低電位處有一個電位平臺。常見人造石墨有中間相碳微球 (MCMB)、石墨化碳纖維。 ?由于嵌鋰過程主要發(fā)生在石墨的端面，從而具有徑向結(jié)構(gòu)的炭纖維極有利于鋰離子快速擴散，因而具有優(yōu)良的大電流充放電性能 。 天然石墨 ?無定形石墨 形石墨純度低，石墨晶面間距 (d002)為 nm。 ?鱗片石墨 晶面間距 (d002)為 0． 335 nm，主要為 2H+3R晶面排序結(jié)構(gòu)，即石墨層按 ABAB及 ABCABC兩種順序排列。當(dāng)前對天然石墨的改性處理的研究很多，有機械研磨、氧化處理、表面包覆、摻雜等。 氧化處理 可以通過用氣相和液相氧化的方法對天然石墨進行了氧化處理。同時還增加了其中的納米級孔道，不僅增加的鋰離子的進出通道，而且更多的鋰離子可以儲存在內(nèi)，從而增加了可逆容量。 炭包覆 為了改善天然石墨的循環(huán)性能和提高其充、放電倍率，設(shè)法在天然石墨顆粒表面包覆上一層熱解炭，形成了以石墨為核心的“核 殼”式結(jié)構(gòu)。包覆的方法有氣相沉積、固相混合、液相浸漬等 摻雜 適當(dāng)?shù)囊虢饘倩蚍墙饘僭啬芴岣卟牧系碾娀瘜W(xué)性能。金屬元素有：鉀、鎂、鋁、鎳、鈷、鐵等。 硬碳 難石墨化碳，是高分子聚合物的熱解碳，這類碳在 3000℃ 的高溫也難以石墨化 ?硬碳有樹脂碳 (如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚糠醇等 )、有機聚合物熱解碳 (PVA， PVC， PVDF， PAN等 )、碳黑 (乙炔黑 ) ?聚糠醇樹脂碳已經(jīng)被日本 Sony公司已用作鋰離子電池負(fù)極材料 ，比容量可達 400 mAh/g，其晶面間距 (d002)適當(dāng)，有利于鋰的嵌入而不會引起結(jié)構(gòu)顯著膨脹，具有很好的充放電循環(huán)性能 硬碳的 SEM照片 ?鋰嵌入無定形碳材料中，首先嵌入到石墨微晶中，然后進入石墨微晶的微孔中。 ?沒有經(jīng)過高溫處理，碳材料中殘留有缺陷結(jié)構(gòu)，鋰嵌入時與這些結(jié)構(gòu)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致首次充放電效率低 ?此外，缺陷結(jié)構(gòu)在循環(huán)時不穩(wěn)定，容量隨循環(huán)的進行而衰減 非石墨碳負(fù)極材料的小結(jié) 負(fù)極材料未來走向 ?鋰離子電池負(fù)極材料未來將向著高容量、高能量密度、高倍率性能、高循環(huán)性能等方面發(fā)展。 ?氧化物負(fù)極材料鈦酸鋰，對其進行摻雜，提高電子、離子傳導(dǎo)性是目前應(yīng)用研究的一個熱點 。
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