負(fù)極材料是鋰離子電池的重要原材料之一。負(fù)極材料對于鋰離子電池的能量密度、循環(huán)性能、充放電倍率以及低溫放電性能具有影響較大的影響。從鋰電池工作原理來看:在充電過程中,鋰離子從正極材料中分離,經(jīng)過電解液嵌入至負(fù)極材料中。與此同時(shí),電子由負(fù)極材料運(yùn)動至正極材料。由于負(fù)極材料具有較多的微孔,因此到達(dá)負(fù)極的鋰離子將嵌入至微孔中,鋰離子可嵌入負(fù)極材料的數(shù)量越多,電池的充電容量越高。在放電過程中,鋰離子從負(fù)極材料中脫離,經(jīng)過電解液嵌入至正極材料。負(fù)極的鋰離子此時(shí),嵌入至正極材料的鋰離子數(shù)量越多,電池的放電容量越高。為什么要選擇鋰電池負(fù)極材料?品質(zhì)鋰電池負(fù)極材料供應(yīng)商
并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為了主流。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,只有少數(shù)幾個國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。品質(zhì)鋰電池負(fù)極材料供應(yīng)商鋰電池負(fù)極材料對環(huán)境有害嗎?
負(fù)極材料的密度會直接影響到電池的體積能量密度。對于同一種材料,其壓實(shí)密度越大,體積能量密度也越高,因此標(biāo)準(zhǔn)中對各項(xiàng)密度的下限值均做出了要求(表5)。其中,不同石墨材料的真密度范圍相同,均為2.20~2.26g/cm3,這是因?yàn)樗鼈儚谋举|(zhì)上講都是碳材料,只是微結(jié)構(gòu)不同而已。另外,由于Li4Ti5O12的初始電導(dǎo)率較低,通常需要通過碳包覆來提升電池的倍率性能,但與此同時(shí),相應(yīng)的振實(shí)密度有所下降(表5)。2.5負(fù)極材料的比表面積表面積分為外表面積和內(nèi)表面積,材料的比表面積是指單位質(zhì)量的總面積。理想的非孔材料只有外
表面積,比表面積通常較小,而有孔和多孔材料具有較大的內(nèi)表面積,比表面積較高。另外,通常將粉體材料的孔徑分為三類,小于2nm的為微孔、2~50nm之間的為介孔、大于50nm的為大孔。此外,材料的比表面積與其粒徑是息息相關(guān)的,粒徑越小,比表面積越大。材料的孔徑和比表面積一般是通過氮?dú)馕摳綄?shí)驗(yàn)測定的。其基本原理為:當(dāng)氣體分子與粉體材料發(fā)生碰撞時(shí),會在材料表面停留一段時(shí)間,此現(xiàn)象為吸附,恒溫下的吸附量取決于粉體和氣體的性質(zhì)以及吸附發(fā)生時(shí)的壓力,根據(jù)吸附量即可推算出材料的比表面積、孔徑分布和孔容等。另外,粉硅藻在鋰電池負(fù)極材料中的應(yīng)用展示。
負(fù)極材料的比表面積對電池的動力學(xué)性能和固體電解質(zhì)膜(SEI)的形成有很大影響。例如,納米材料一般具有較高比表面積,能夠縮短鋰離子的傳輸路徑、減小面電流密度、提升電池的動力學(xué)性能,因而得到了的研究。但往往這類材料卻無法得到實(shí)際應(yīng)用,主要是因?yàn)榇蟊缺砻娣e會加劇電池在 循環(huán)時(shí)電解液的分解,造成較低的庫侖效率。因此,負(fù)極材料標(biāo)準(zhǔn)對石墨和鈦酸鋰的比表面積設(shè)定了上限值,例如石墨的比表面積需要被控制在6.5 m2/g以下,而Li4Ti5O12@C也要小于18 m2 /g(表6)。鋰電池負(fù)極材料的失效機(jī)制分析。性能優(yōu)良鋰電池負(fù)極材料報(bào)價(jià)
鋰電池負(fù)極材料需滿足哪些要求?品質(zhì)鋰電池負(fù)極材料供應(yīng)商
(111)晶面衍射峰、銳鈦礦型TiO2(101)晶面衍射峰、金紅石型TiO2(110)晶面衍射峰的強(qiáng)度;計(jì)算銳鈦礦型TiO2峰強(qiáng)比I101/I111和金紅石型TiO2峰強(qiáng)比I110/I111,對照標(biāo)準(zhǔn)中的要求即可做出判斷(表3)。2.3負(fù)極材料的粒度分布負(fù)極材料的粒度分布會直接影響電池的制漿工藝以及體積能量密度。在相同的體積填充份數(shù)情況下,材料的粒徑越大,粒度分布越寬,漿料的黏度就越小(圖5),這有利于提高固含量,減小涂布難度。另外,材料的粒度分布較寬時(shí),體系中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中,有助于增加極片的壓實(shí)密度,提高電池的體積能量密度。品質(zhì)鋰電池負(fù)極材料供應(yīng)商
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