鋰電池新型負(fù)極材料基本有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-15 09:44
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鋰電池負(fù)極材料的主要種類有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中間相炭微球(8%)及其他類型(3%)。石墨類負(fù)極材料仍然占據(jù)鋰電負(fù)極材料的主流地位，但近年新型負(fù)極材料(如鈦酸鋰等、石墨烯)等的研發(fā)與應(yīng)用也開(kāi)始受到業(yè)內(nèi)關(guān)注。
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尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關(guān)注的負(fù)極材料，因具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1）鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎“零應(yīng)變；
2）嵌鋰電位較高（1.55V），避免“鋰枝晶”產(chǎn)生，安全性較高；
3）具有很平坦的電壓平臺(tái)；
4）化學(xué)擴(kuò)散系數(shù)和庫(kù)倫效率高。
鈦酸鋰的諸多優(yōu)點(diǎn)決定了其具有優(yōu)異的循環(huán)性能和較高的安全性，然而，其導(dǎo)電性不高、大電流充放電時(shí)容量衰減嚴(yán)重，通常采用表面改性或摻雜來(lái)提高其電導(dǎo)率。
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硅作為鋰電池理想的負(fù)極材料，具有如下優(yōu)點(diǎn)：硅可與鋰形成Li4.4Si合金，理論儲(chǔ)鋰比容量高達(dá)4200mAh/g（超過(guò)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(shí)難以形成“鋰枝晶”；硅與電解液反應(yīng)活性低，不會(huì)發(fā)生有機(jī)溶劑的共嵌入現(xiàn)象。
③碳納米管
碳納米管是一種石墨化結(jié)構(gòu)的碳材料，自身具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，同時(shí)由于其脫嵌鋰時(shí)深度小、行程短，作為負(fù)極材料在大倍率充放電時(shí)極化作用較小，可提高鋰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(fù)極材料時(shí)，會(huì)存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺(tái)不明顯等問(wèn)題。
碳納米材料（碳納米管和石墨烯）具有比表面積、高的導(dǎo)電性、化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，在新型鋰電池中具有潛在的應(yīng)用。
④軟碳
軟碳，在高溫條件(>2500℃)下處理可以石墨化結(jié)構(gòu)的無(wú)定形碳。軟碳材料的突出優(yōu)點(diǎn)是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，與有機(jī)溶劑相容性較好，因此鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性好，較適合大電流密度的鋰電池充放電。
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