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锂离子电池的负极材料介绍

文章来源:普纳斯能源 人气:670 发表时间:2021-06-09 13:52:49
正极材料是锂离子材料涂敷于铝箔,裁剪卷绕而成, 而负极材料, 提供锂离子镶嵌于脱嵌的载体, 是由碳材料涂敷于铜箔,跟正极材料相互卷绕而成, 正极材料和负极材料中间是隔膜材料,我们下篇再讲。而商品化的锂离...
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正极材料是锂离子材料涂敷于铝箔,裁剪卷绕而成, 而负极材料, 提供锂离子镶嵌于脱嵌的载体, 是由碳材料涂敷于铜箔,跟正极材料相互卷绕而成, 正极材料和负极材料中间是隔膜材料,我们下篇再讲。而商品化的锂离子电池中广泛应用的碳负极材料大致可分为三类: 硬碳,天然石墨和人造石墨。 其中,天然石墨和人造石墨占比到90%, 是最主要的负极材料, 负极材料成本占整体电芯成本的10%左右。

 

锂电池定制


天然石墨 

当前,天然石墨由于其价格低,电势低且曲线平稳,可逆容量相对较高(330~350mAh/g), 成为锂离子电池中最有前途的材料之一,主要应用在3C产品,另外它也有两个缺点: 倍率容量低,与PC基的电解质不相容。不适合动力电池的应用。 

天然石墨倍率低的原因: 

天然石墨的微粒形状是梭形,石墨微粒不适宜的方向会导致锂离子嵌入迟缓,石墨微粒与铜箔之间的电接触不充分。 这些因素导致石墨材料的倍率容量低,特别是在低温情况下。 为了解决这个问题, 可以用机械研磨法将天然的石墨薄片研磨成小块。在这种方式下,天然石墨薄片颗粒中的晶体取向在一定程度上被独立的石墨碎品扭曲,如下图所示。 

聚合物锂电池


人造石墨 
人造石墨有许多性质与天然石墨相同。另外,人造石墨有许多显著的优点,如纯度高,结构适于Li+顺畅地嵌入和脱嵌等。然而由于需要高温(>2800C)处理软碳前驱体,它的成本较高, 并且它的可逆容量略低于天然石墨。石墨化MCMB,中间相沥青碳纤维(MCF)和气相生碳纤维(VGCF)是当今市场上锂离子电池应用合成石墨负极材料的典型代表。

 
未来趋势 
锂离子电池负极将向着高能量密度、高倍率性能、高循环性能等方向发展,传统的天然石墨或是人造石墨将无法满足,这一切与针对各类材料的改性研究分不开。未来发展将主要致力于解决石墨材料表面包覆盖性,增加与电解液的相容性,减少不可逆容量、增加倍率性能等; 


关于普纳斯 
普纳斯致力于锂离子电池的生产与设计, 从材料的源头把关, 保证石墨材料的纯度和颗粒度, 从而保证电芯的放电密度和充放电保持性。 我厂的负极材料主要为人造石墨。 



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