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《锂离子电池负极材料石墨是天然石墨还是人工合成的e》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂离子电池负极材料石墨是天然石墨还是人工合成的e 石墨负极的改性研究 黄文达,汤帅 摘要:以石墨本身的物理化学性质为探究起点,概述了石墨作为锂离子电池负极材料的常用改性方法,如表面氧化还原处理、包覆法、非金属与金属掺杂法、机械研磨法等。总结分析了石墨负极改性前后的可逆容量QR、大电流放电特性、循环性能等电化学性能变化情况。 关键词:石墨;锂离子电池;改性方法;电化学性能目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了
2、解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 环境污染、能源危机日渐成为人们关注的焦点。就在电池领域中,干电池(一次电池)、Ni-Cr电池、铅酸蓄电池等,其所产生的MnO2、HgO、Cr、沥青烟气、Pb、酸雾等都给环境造成了非常严重的污染。紧随着在ZEV法案(汽车尾气零排放法案)的颁布与实施,更加推动了人们对新能源的开发力度,其中以锂离子蓄电池倍受关注。锂离子电池作为一种绿
3、色环保电池,其负极材料一直是研究的重点课题,因为它是获得更安全、更高比能量电池的途径。目前负极材料主要是碳基材料,包括石墨化碳材料(人造石墨、天然石墨、石焦油、碳黑、碳纤维等)及其高温处理得到的无定形碳两大类。而石墨以资源丰富、价格低廉、可逆容量高QR(理论值372mA?h/g),充放电压平台低、无电压滞后、优良导电性等特点,迅速受到广泛研究。为探索我国天然石墨应用于锂离子电池的新技术,这无疑具有极其重大的社会经济效益。 1石墨的结构性质 石墨具有六边形的层状晶体结构,每层中碳原子以σ键和π键相连,而层层之间又靠范德华力相
4、结合。石墨这种层间力作用小且层间距较大()结构,使得一些原子、基团或离子容易插入层间形成石墨层间化合物(GICs),因此做为负极材料具有很高的比能量。 2石墨作为锂离子蓄电池负极材料的缺点 (1)与电解液相溶性差,且对其选择性高 在首次充放电过程中锂和碳形成的插入化合物在电解液中很不稳定,其很容易与电解液(非质子极性溶剂)发生反应,其生成物一小部分溶于电解液中,而另一部分则在负极与电解液表面形成SEI膜(固体电解液膜)。SEI膜能阻止电解液分子继续共插入石墨负极,从而终止了对负极的不可逆影响,也大大提高了电池的使用寿命。
5、但是,在石墨表面形成的SEI膜往往致密度不高、厚度不均匀、缺乏弹性、易破裂等不足。电解液分子既而会对其进行修补,这样将造成Li+插入负极阻抗增 大,容量、寿命等性能匀会变差。 (2)大电流放电性能较差目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 在锂离子蓄电池中,充放电流是由Li+的定向迁移决定的,Li+迁称数量、迁移路程、阻抗大
6、小等都是影响大电流放电的内在因素。石墨负极表面形成的SEI膜不均匀且厚,将导致Li+穿过SEI膜时间过长;次之,石墨本身的结构特性具有高取向性,即Li+只能垂直于石墨端面的C轴插入,因此当石墨C轴平行于集流体时,Li+移动的路程长,大电流放电性能不理想。 (3)由于其本身晶型结构所定,晶格和晶包参数的限制,插入Li+的数量有限,从而决定其容量(理论容量372mA?h/g)。 3石墨改性的方法 (1)表面氧化还原处理 石墨类负极材料的实际容量比理论容量均要低以及循环性能差,本质问题还是石墨晶体的边、面间的反应的不均匀性所
7、造成的表面结构缺陷。利用氧化处理在电极不规则界面上生成酸式基团(-OH、-COOH),此可以阻止溶剂分子的共嵌入,相应减小了界面阻抗,嵌Li+时可以形成-COOLi或-OLi盐,使SEI膜更稳定。在氧化处理过程中,能够产生纳米级微孔,进而提高贮锂的性能,容量也随着提升。常用空气、O2、O3、CO2、NH3、H2S、卤素、C2H2等作为气体氧化剂与石墨进行固-气界面目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解,并感受到安保行业的发展的巨大潜力,可提升其的专业水平,并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保
8、新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划 反应增加了许多微米和纳米孔道,提升了可逆容量,降低了不可逆容量,也为贮锂给以了更多的空间。如有人用空气氧化改性天然石墨首次可逆容量QR达到了 325~350mAh/g(其值与工艺温度、时间、升温速度