鋰電池廠家淺談鋰離子電池石墨負極材料和碳類負極材料

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極材料和碳類負極材料。鋰離子電池材料主要有正極材料、負極材料、隔膜和電解液組成。石墨是碳的一種，是鋰離子電池負極材料的主要組成部分，接下來鋰電池廠家帶你進一步了解鋰離子石墨負極材料和碳類負極材料。

　　鋰離子電池石墨負極材料

　　石墨具有六元環(huán)碳網層狀結構，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、結晶程度高，提純、粉碎、分級技術成熟，充放電電壓平臺低，理論比容量高等優(yōu)點。

　　石墨作為鋰離子電池負極材料的缺點

　　1、與電解液相溶性差，且對其選擇性高

　　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，其生成物一小部分溶于電解液中，而另一部分則在負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

　　石墨負極表面形成的SEI膜不均勻且厚，將導致Li+穿過SEI膜時間過長，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、由于其本身晶型結構所定，晶格和晶包參數的限制，插入Li+的數量有限，從而決定其容量。

　　石墨又分為天然石墨和人造石墨

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

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

　　鋰離子電池碳類負極材料

　　石墨是碳的一種，碳負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，其結構無序，且石墨片疊層少，存在較多缺陷。與石墨相比，硬碳不會發(fā)生的溶劑共嵌入和顯著的晶格膨脹收縮現象，具有良好的循環(huán)性能。但是硬碳材料也存在著壓實密度低、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、晶體結構穩(wěn)定和電解液適應性強等特點，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力電池的負極材料

　　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構、成熟的生產和改性工藝、較大的原料儲量，一直是主流的負極材料，并且在較長的一段時間內仍將持續(xù)下去，而軟碳和硬碳材料也憑借自身特點開始應用于動力電池領域。

　　而石墨類負極材料具有優(yōu)良的綜合性，一直被廣泛應用，在今后長一段時間，石墨類負極材料仍將占據商品化負極材料的絕對優(yōu)勢地位。

　　以上就是鋰電池廠家介紹的鋰離子電池石墨負極材料和碳類負極材料，石墨類碳材料應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用。