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鋰電池負(fù)極材料原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2023-05-14

我國(guó)在《中國(guó)制造2025》中建議加快發(fā)展下一代鋰離子動(dòng)力電池,并提出了動(dòng)力電池單體能量密度中期達(dá)到300W·h/kg,遠(yuǎn)期達(dá)到400W·h/kg的目標(biāo)。針對(duì)這一要求,對(duì)于負(fù)極材料而言,石墨的實(shí)際容量已接近其理論極限,需要開(kāi)發(fā)具有更高能量密度且兼顧其它指標(biāo)的新材料。其中,硅碳負(fù)極能夠?qū)⑻疾牧系膶?dǎo)電性和硅材料的高容量結(jié)合在一起,被認(rèn)為是下一代鋰離子電池負(fù)極材料,因此相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)也正在起草(表2)。鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范2.1鋰離子電池對(duì)負(fù)極材料的要求負(fù)極材料作為鋰離子電池的部件,在應(yīng)用時(shí)通常需要滿足以下條件:①嵌鋰電位低且平穩(wěn),以保證較高的輸出電壓;【技術(shù)π】鋰電負(fù)極材料特性與合漿工藝分析。鋰電池負(fù)極材料原理

鋰離子電池四大主材之正負(fù)極材料有技術(shù)體系下鋰離子劃分四大主材:正極材料、負(fù)極材料、隔離膜、電解液鋰離子電池也是圍繞四大主材做文章,每一種背后對(duì)應(yīng)大量材料、工藝、設(shè)備、制造產(chǎn)業(yè)鏈;影響著電池的倍率性能、循環(huán)容量、溫度特性、安全特性、壓實(shí)特性、容量比特性.......鋰離子電池正極材料正極材料無(wú)論從原料的購(gòu)買(mǎi)價(jià)值、制備過(guò)程的復(fù)雜性、壓實(shí)過(guò)程的艱巨性來(lái)講都是非常重要的,作為可量產(chǎn)電池正極其必須滿足基本性能特征如下:1、具備較高的放電電壓2、能夠插入大量可逆的鋰離子,確保具備一定的容量3、鋰離子、電子的擴(kuò)散遷移速度必須足夠的快(支持狹義快沖)4、化學(xué)穩(wěn)定性要好、常規(guī)的燒結(jié)、固化等制備方法即可制取5、對(duì)工藝要求不高、常規(guī)的攪拌、涂布等工藝即可達(dá)成;自動(dòng)鋰電池負(fù)極材料廠家直銷(xiāo)【材料】一種新的鋰電池負(fù)極材料——硅烯。

作為鋰離子電池的關(guān)鍵材料之一,負(fù)極材料占鋰電池成本約10%,主要由負(fù)極活性物質(zhì)、粘合劑和添加劑混合而成后均勻涂抹在銅箔兩側(cè)經(jīng)干燥、滾壓而成,起到可逆地脫/嵌鋰離子并儲(chǔ)存能量的作用,是鋰離子電池中起氧化反應(yīng)的電極,對(duì)鋰離子電池充放電效率、能力密度等性能起到?jīng)Q定性作用,是鋰電池關(guān)鍵材料之一。中國(guó)已是全球負(fù)極材料主要產(chǎn)地。目前,全球鋰電池負(fù)極材料的行業(yè)集中度非常,主要集中在中國(guó)與日韓。就趨勢(shì)而言,人造石墨替代天然石墨大勢(shì)所趨,人造石墨中國(guó)極具成本優(yōu)勢(shì)(高耗電行業(yè),類(lèi)似多晶硅,成本較日韓至少便宜20%),中國(guó)人造石墨負(fù)極將壟斷全球,負(fù)極是鋰電材料里受益的是海外LG等電池放量的板塊。

備和移動(dòng)電源,其中新能源電動(dòng)車(chē)用磷酸鐵鋰約占磷酸鐵鋰總量的35%(具體裝車(chē)數(shù)量占比隨年份不同有波動(dòng))、同時(shí)伴隨軟包技術(shù)無(wú)模組技術(shù)發(fā)展目前市場(chǎng)占有率進(jìn)一步提升。且磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)可達(dá)2000以上,理論上使用壽命能達(dá)7~8年、考慮到容量相關(guān)特性目前用在公共交通工具上占比較大。其次隨著能源與環(huán)境問(wèn)題的日益突出及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在一定程度上促進(jìn)了對(duì)鋰離子電池性能的更高要求。橄欖石型結(jié)構(gòu)的LiFePO_4以其低成本、環(huán)境友好、安全性高、高比容量及穩(wěn)定的循環(huán)性能成為近年來(lái)正極材料的研究熱點(diǎn)。由于LiFePO_4材料本身晶體結(jié)構(gòu)的限制,導(dǎo)致其【干貨】各類(lèi)型鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化分析。

Li4Ti5O12為立方尖晶石結(jié)構(gòu),屬于Fd-3m空間群,具有三維鋰離子遷移通道(圖4),與其嵌鋰產(chǎn)物(Li7Ti5O12)的結(jié)構(gòu)相比,晶胞參數(shù)差異不大(0.836nm→0.837nm),被稱(chēng)為“零應(yīng)變材料”,因而具有非常優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。Li4Ti5O12通常是以TiO2和Li2CO3為原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制備的,因此產(chǎn)品中有可能會(huì)殘留少量的TiO2,影響了材料的電化學(xué)性能。為此,GB/T30836—2014《鋰離子電池用鈦酸鋰及其碳復(fù)合負(fù)極材料》中給出了Li4Ti5O12產(chǎn)品中TiO2殘留量的上限值及檢測(cè)方法。具體過(guò)程為:首先,通過(guò)XRD測(cè)得樣品的衍射圖譜,應(yīng)符合JCPDS(49-0207)的規(guī)定;其次,從譜圖中讀出Li4Ti5O12的鋰電負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)解讀。機(jī)械鋰電池負(fù)極材料質(zhì)量保證

鋰離子電池對(duì)負(fù)極材料的要求。鋰電池負(fù)極材料原理

素的含量可由電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜測(cè)出,其基本原理為:工作氣體(Ar)在高頻電流的作用下產(chǎn)生等離子體,樣品與高溫等離子體相互作用發(fā)射光子,它的波長(zhǎng)與元素種類(lèi)有關(guān),由激發(fā)波長(zhǎng)即可判斷出元素種類(lèi)。此外,Li4Ti5O12的電導(dǎo)率較低,通常會(huì)采用碳包覆的策略來(lái)提升電池的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。然而,包覆的碳層不宜過(guò)厚,否則不僅會(huì)影響鋰離子的遷移速率,還會(huì)降低材料的振實(shí)密度,因此標(biāo)準(zhǔn)中將碳含量限制在了10%以下(表8)。2.8負(fù)極材料的雜質(zhì)元素含量負(fù)極材料中的雜質(zhì)元素是指除了主元素以及包覆和摻雜引入的元素外的其它成分。雜質(zhì)元素一般是鋰電池負(fù)極材料原理

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