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锂电池新型负极材料究竟有哪些呢?

2021-04-26 ryder

锂电池负极材料的紧要种类有天然石墨(59%),人造石墨(30%),中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。石墨类负极材料依然占据锂电负极材料的主流地位,但近年新型负极材料(如钛酸锂等、石墨烯)等的研发与使用也开始受到业内关注。


①钛酸锂


尖晶石型钛酸锂被作为一种备受关注的负极材料,因具有如下优势:


1)钛酸锂在脱嵌锂前后几乎零应变;


2)嵌锂电位较高(1.55V),戒备锂枝晶出现,安全性较高;


3)具有很平坦的电压平台;


4)化学扩散系数和库伦效率高。


钛酸锂的诸多优势决定了其具有优异的循环性能和较高的安全性,然而,其导电性不高、大电流充放电时容量衰减严重,通常采用表面改性或掺杂来提高其电导率。


②硅基材料


硅作为锂电池理想的负极材料,具有如下优势:硅可与锂形成Li4.4Si合金,理论储锂比容量高达4200mAh/g(超过石墨比容量的10倍);硅的嵌锂电位(0.5V)略高于石墨,在充电时难以形成锂枝晶;硅与电解液反应活性低,不会发生有机溶剂的共嵌入现象。


③碳纳米管


碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料,自身具有优良的导电性能,同时由于其脱嵌锂时深度小、行程短,作为负极材料在大倍率充放电时极化用途较小,可提高锂电池的大倍率充放电性能。

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