锂离子动力电池碳负极材料研究进展

《锂离子动力电池碳负极材料研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第35卷第3期上海化工2010年3月ShanghaiChemicalIndustry··5专家论坛锂离子动力电池碳负极材料研究进展常鸿雁中国神华煤制油化工有限公司上海研究院（上海201108）摘要动力电池的性能是制约电动车大规模应用的重要因素，而负极材料在动力电池的生产和应用中起着关键的作用。动力型负极材料要围绕安全性、长寿命、一致性、低成本和较高的倍率充放电能力等方面进行深入系统的研究。综述了锂离子动力电池碳负极材料的研究进展，比较了中间相炭微球、石墨类与硬炭类材料的优缺点，并对提高材料高倍率充放电性能的改性

2、方法进行了介绍。关键词锂离子动力电池负极材料高倍率充放电中图分类号X382的缺点就是价格超贵，因为大型锂离子电池没有普0前言及，造价昂贵，车里的电池就要3000万日元（相当随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提于225.8万元人民币），整个车要2亿日元（1512万高，我国对原油的依赖度与日俱增，已对我国能源安元人民币），这是大多数人很难承受的。此外，动力型全构成直接威胁。另外，原油的价格波动也直接影响锂离子电池的体积较大，安全性能也会相应变差。由到我国国民经济的发展，2008年7月，国际原油价此可见，价格与安

3、全性能是锂离子电池作为动力电格已经突破了每桶140美元，不仅增加了中国用高池的主要瓶颈。负极材料是锂离子电池的主要材料额外汇进口石油的经济压力，也使国内油品市场供之一，它的价格对电池的最终价格有一定的影响，而求矛盾更加突出。在我国石油消费结构中，交通工具其在电解液中的稳定性和热传导性对电池的安全性消耗的石油占一半以上，且呈现连续性大幅度上升也有很大的影响。负极材料中的碳材料以其低廉的趋势，这些迫使人们不得不在寻找新能源、发展新的价格与优异的性能一直受到人们的关注，本文主要交通工具方面加快步伐。动力电池和电动汽车

4、的发综述了锂离子动力电池碳负极材料的研究进展。展被放在越来越重要的位置，而制约电动车大规模1动力电池负极材料的研究重点应用的重要因素是动力电池。目前，正在研究和已经使用的动力电池可分为五类：铅酸蓄电池、镍镉电石墨以其低廉的价格与较好的安全性成为锂离池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池等。子电池负极材料的首选材料，而作为电动车用锂离近年来，锂离子电池引起了研发者和商家的关子电池，对其所用的材料提出了更加苛刻的性能指注。锂离子电池以其高能量密度（重量是相同容量的标要求，如要求其具有高安全性、高倍率放电、长循镍镉或镍氢

5、电池的一半，体积是镍镉的40%~50%，环寿命及良好的工艺适应性等，所以动力电池负极镍氢的20%~30%）、高电压（单体工作电压为3.7V，材料应以如下几方面作为研究的重点：相当于三个串联的镍镉或镍氢电池）、无污染、长循（1）提高材料结构的稳定性环寿命（＞500次）、快速充放电等方面的优异性能由于负极材料的电化学循环性能取决于结构的和日趋降低的制作成本，逐步成为未来10~20年内稳定性，因此为获得具有长循环寿命的动力电池，必电动车的首选电池。2005年年底日本推出了以大型须提高负极材料的结构稳定性。锂离子电池作

6、为动力源的电动汽车“艾利卡”，共有（2）提高材料的大电流充放能力8个轮子，每个轮子都单独有一个驱动，从静止加速电动车在起动或爬坡等情况下需要很大的瞬时到100km/h只需4.2s，加速到160km/h也不超过7能量，这需要动力电池进行间断性的大电流放电以s，最高时速可以达到370km/h。但是它有一个很大达到要求。这就要求材料结构要稳定，具备大电流充作者简介：常鸿雁女1976年生博士化学工艺专业已发表论文数篇··6上海化工第35卷放的能力，有足够的电子和离子传导能力。小、不易析出金属锂以及电池易于达到平衡等优点

7、，（3）提高材料与电解液的相容性但它在首次充放电过程中呈现出很大的不可逆容量动力型锂离子电池的安全性能是其应用过程中损失（大于20%），且存在很大的电压滞后现象。中最为关键的特征之一，若材料与电解液的相容性不间相炭微球的结构稳定性仅次于硬炭，但由于它的好，容易使电池内部的温度急剧升高，存在着很大的表面光滑和低比表面积减少了充电过程中电极表面安全隐患，故需要提高材料与电解液的相容性。副反应的发生，从而降低了第一次充电过程中的库（4）保证材料批次间质量的稳定仑损失，同时它的球状片层结构使锂离子可以在球保证材料批次间

8、质量的稳定是电池一致性的前的各个方向插入和脱出，解决了石墨类材料由于各提。对电池一致性的评价包括对电池的工作电压、电向异性过高引起的石墨片层溶胀、塌陷和不能快速池内阻、电池容量变化的一致性等方面的内容。对串大电流充放电等问题。中间相炭微球已可满足10联连接方式，电池的容量变化显然是一致的，为避免Ah以下动力电池的需求，目前已经用作一些小型动个别电池的深度放电和过充电，保证电池工作电压力