鋰電池廠家淺談鋰離子電池石墨負(fù)極材料和碳類負(fù)極材料

來源：存能電氣  日期：2019-10-18 11:33  瀏覽量：次

　　鋰電池廠家淺談鋰離子電池石墨負(fù)極材料和碳類負(fù)極材料。鋰離子電池材料主要有正極材料、負(fù)極材料、隔膜和電解液組成。石墨是碳的一種，是鋰離子電池負(fù)極材料的主要組成部分，接下來鋰電池廠家帶你進(jìn)一步了解鋰離子石墨負(fù)極材料和碳類負(fù)極材料。

　　鋰離子電池石墨負(fù)極材料

　　石墨具有六元環(huán)碳網(wǎng)層狀結(jié)構(gòu)，碳碳之間是SP2雜化的，層層之間是分子作用力連接。石墨鋰電池具有成本低、結(jié)晶程度高，提純、粉碎、分級(jí)技術(shù)成熟，充放電電壓平臺(tái)低，理論比容量高等優(yōu)點(diǎn)。

　　石墨作為鋰離子電池負(fù)極材料的缺點(diǎn)

　　1、與電解液相溶性差，且對(duì)其選擇性高

　　在首次充放電過程中鋰和碳形成的插入化合物在電解液中很不穩(wěn)定，其很容易與電解液發(fā)生反應(yīng)，其生成物一小部分溶于電解液中，而另一部分則在負(fù)極與電解液表面形成SEI膜。SEI膜能阻止電解液分子繼續(xù)供插入石墨負(fù)極，能大大提高電池的使用壽命。

　　2、大電流放電性能較差

　　石墨負(fù)極表面形成的SEI膜不均勻且厚，將導(dǎo)致Li+穿過SEI膜時(shí)間過長，且石墨本身具有高取向性，Li+只能垂直于石墨端面的C軸插入，大電流放電性能不理想。

　　3、由于其本身晶型結(jié)構(gòu)所定，晶格和晶包參數(shù)的限制，插入Li+的數(shù)量有限，從而決定其容量。

　　石墨又分為天然石墨和人造石墨

　　天然石墨分為晶質(zhì)石墨和微晶石墨兩類，具有規(guī)整的片層結(jié)構(gòu)，適合鋰離子脫嵌，資源豐富，成本較低。但未經(jīng)改性的天然石墨循環(huán)性能很差。

　　人造石墨是將軟碳經(jīng)約2800℃以上石墨化處理制成，具有壓實(shí)密度高、高倍率充放電的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是制造成本較高，容量較低。

　　鋰離子電池碳類負(fù)極材料

　　石墨是碳的一種，碳負(fù)極材料還分為軟碳和硬碳。硬碳是指高溫處理下也難以石墨化的碳，其結(jié)構(gòu)無序，且石墨片疊層少，存在較多缺陷。與石墨相比，硬碳不會(huì)發(fā)生的溶劑共嵌入和顯著的晶格膨脹收縮現(xiàn)象，具有良好的循環(huán)性能。但是硬碳材料也存在著壓實(shí)密度低、首效低、低電位下倍率性能差等問題。

　　軟碳即高溫處理易石墨化的碳。與石墨相比，軟碳具有比表面積大、晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和電解液適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，由于避免了石墨化處理，軟碳材料的成本較低。軟碳常被考慮作為動(dòng)力電池的負(fù)極材料

　　鋰離子電池用碳材料發(fā)展至今，石墨材料由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu)、成熟的生產(chǎn)和改性工藝、較大的原料儲(chǔ)量，一直是主流的負(fù)極材料，并且在較長的一段時(shí)間內(nèi)仍將持續(xù)下去，而軟碳和硬碳材料也憑借自身特點(diǎn)開始應(yīng)用于動(dòng)力電池領(lǐng)域。

　　而石墨類負(fù)極材料具有優(yōu)良的綜合性，一直被廣泛應(yīng)用，在今后長一段時(shí)間，石墨類負(fù)極材料仍將占據(jù)商品化負(fù)極材料的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位。

　　以上就是鋰電池廠家介紹的鋰離子電池石墨負(fù)極材料和碳類負(fù)極材料，石墨類碳材料應(yīng)用比較多的是天然石墨和人造石墨；而非碳材料方面主要包括錫基材料、硅基材料、氮化物、鈦基材料，其中硅基材料和鈦基材料在市場上有少量應(yīng)用。