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鋰離子電池對負(fù)極材料的要求哪幾種

時間:2023-02-13 14:26:27來源:鉅大LARGE

導(dǎo)語:?30多年來,雖然不斷有新型鋰離子電池負(fù)極材料被報道出來,但是真正能夠獲得商業(yè)化應(yīng)用的卻寥寥無幾,重要是因?yàn)楹苌儆胁牧夏芗骖櫼陨蠗l件。

  負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件,在應(yīng)用時通常要滿足以下條件:

 ?、偾朵囯x子電位低且平穩(wěn),以保證較高的輸出電壓;

  ②允許較多的鋰可逆脫嵌,比容量較高;

 ?、墼诔浞烹娺^程中結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,具有較長的循環(huán)壽命;

 ?、茌^高的電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和低的電荷轉(zhuǎn)移電阻,以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能;

  ⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜,保證較高的庫侖效率;

 ?、拗苽涔に嚭唵?,易于產(chǎn)業(yè)化,價格便宜;

 ?、攮h(huán)境友好,在材料的加工和實(shí)際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴(yán)重污染;

 ?、噘Y源豐富等。

  30多年來,雖然不斷有新型鋰離子電池負(fù)極材料被報道出來,但是真正能夠獲得商業(yè)化應(yīng)用的卻寥寥無幾,重要是因?yàn)楹苌儆胁牧夏芗骖櫼陨蠗l件。例如,雖然金屬氧化物、硫化物和氮化物等以轉(zhuǎn)化反應(yīng)為機(jī)理的材料具有較高的比容量,但是它們在嵌鋰離子過程中平臺電位高、極化嚴(yán)重、體積變化大、難以形成穩(wěn)定的SEI且成本高等問題使之不能真正獲得實(shí)際應(yīng)用。

  石墨正是因?yàn)檩^好地兼顧了上述條件,才得到了廣泛的應(yīng)用。此外,雖然Li4Ti5O12容量低且嵌鋰離子電位高,但是它在充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,允許高倍率充放電,因此在動力鋰離子電池和大規(guī)模儲能中也有一定的應(yīng)用。

  負(fù)極材料的加工只是整個電池制作工藝過程中的一環(huán),標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于電池公司對材料的優(yōu)劣做出評判。另外,材料在加工和運(yùn)輸過程中難免會受到人、機(jī)、料、環(huán)境和檢測條件等因素的影響,只有將它們的各項(xiàng)理化性質(zhì)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化,才能真正確保其可靠性。

  一般而言,負(fù)極材料的關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)有:晶體結(jié)構(gòu)、粒度分布、振實(shí)密度、比表面積、pH、水含量、主元素含量、雜質(zhì)元素含量、首次放電比容量和首次充放電效率等。


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