鋰電池負極材料按照所用活性物質,可分為碳材和非碳材兩大類:碳系材料包括石墨材料(天然石墨、人造石墨以及中間相碳位球)與其它碳系(硬碳、軟碳和石墨烯)兩條路線。石墨烯負極材料又可進一步分為天然石墨、人造石墨、復合石墨和中間相碳微球。其中,天然石墨負極材料的上游為天然石墨礦石,人造石墨負極材料的上游包括針狀焦、石油焦、瀝青焦等原料。非碳系材料可細分為鈦基材料、硅基材料、錫基材料、氮化物和金屬鋰等。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池**早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出一文讀懂鋰電池負極材料。定制鋰電池負極材料案例
合金化型負極材料合金化儲鋰材料是指能和鋰發生合金化反應的金屬及其合金。據報道,常溫下鋰能與許多金屬反應(如Sn,Al,Ge,Mg,Ca,Ag,Au,Hg等);充放電的化學本質為合金化及逆合金化的反應。合金化型負極材料的理論比容量及電荷密度高于嵌入型負極材料。同時,這類材料的嵌鋰電位較高,在大電流充放電的情況下也很難發生鋰的沉積,不會產生鋰枝晶導致電池短路,對高功率器件有很重要的意義。但考慮電池在長久使用后會產生不可逆的物流老化等現象及實際使用過程中電池包有受到擠壓等風險、目前未大規模量產使用。轉化型負極材料新款鋰電池負極材料哪家強鋰電負極材料的過去、現在與未來。
表1列出了我國在近十幾年發布的鋰離子電池負極材料的相關標準,其中國家標準3項,行業標準1項。從類別上看,涉及的負極產品有3項,測試方法1項。石墨是首先得到商業化應用的負極材料,因此GB/T24533—2009《鋰離子電池石墨類負極材料》是項負極標準。隨后,少量的鈦酸鋰也進入了市場,相應的行業標準YS/T825—2012《鈦酸鋰》和國家標準GB/T30836—2014《鋰離子電池用鈦酸鋰及其碳復合負極材料》也先后推出。《鋰離子電池石墨類負極材料》將石墨分為天然石墨、中間相碳微球人造石墨、針狀焦人造石墨、石油焦人造石墨和復合石墨,每一類又根據其電化學性能(充放電比容量和庫侖效率)分
鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、自放電小、無記憶效應和環境友好等眾多優點,已經在智能手機、智能手環、數碼相機和筆記本電腦等消費電子領域中獲得了地應用,具有比較大的消費需求。同時,它在純電動、混合電動和增程式電動汽車領域正在逐漸推廣,市場份額的增長趨勢比較大。另外,鋰離子電池在電網調峰、家庭配電和通訊基站等大型儲能領域中也有較好的發展趨勢鋰離子電池主要由正極、負極、電解液和隔膜等部分組成,其中負極材料的選擇會直接關系到電池的能量密度。金屬鋰具有比較低的標準電極電勢(?,E)和非常高的理論比容量(3860mA·h/g),是鋰二次電池負極材料的優先。然而,它在充放電過程中容易產生枝晶,形成。 無錫光潤專注于生產鋰電池負極材料。
②允許較多的鋰離子可逆脫嵌,比容量較高;③在充放電過程中結構相對穩定,具有較長的循環壽命;④較高的電子電導率、離子電導率和低的電荷轉移電阻,以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能;⑤能夠與電解液形成穩定的固體電解質膜,保證較高的庫侖效率;⑥制備工藝簡單,易于產業化,價格便宜;⑦環境友好,在材料的生產和實際使用過程中不會對環境造成嚴重污染;⑧資源豐富等。30多年來,雖然不斷有新型鋰離子電池負極材料被報道出來,但是真正能夠獲得商業化應用的卻寥寥無幾,主要是因為很少有材料能兼顧以上條件。例如,雖然金屬氧化物、硫化物和氮化物等以轉化反應為機理的材料具有較高的比容量,但是它們在嵌鋰過程中平臺電位高、極化嚴重、體積變化大、難以形成穩定的SEI且成本高等問題使之不能真正獲得實際應用。鋰電池負極材料的批發價格。小型鋰電池負極材料作用
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負極材料的比表面積對電池的動力學性能和固體電解質膜(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、提升電池的動力學性能,因而得到了的研究。但往往這類材料卻無法得到實際應用,主要是因為大比表面積會加劇電池在 循環時電解液的分解,造成較低的庫侖效率。因此,負極材料標準對石墨和鈦酸鋰的比表面積設定了上限值,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)。定制鋰電池負極材料案例
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