负极材料的晶体结构对锂离子电池的影响

《负极材料的晶体结构对锂离子电池的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、负极材料的晶体结构对锂离子电池的影响喻佳瑜(上海工程技术大学材料工程学院，上海201620)摘要：锂离了电池在充放电时.锂离子的不断嵌入和脱出极易粉化或者发生相变，在笫一次充放电时电极材料表而的活性物质也会和电解液发生反应形成钝化膜，随后会发生锂的介金化团聚，产生体积较大的膨胀与收缩，使电极材料崩溃和脱落，从而影响锂离子电池的电化学性能.为此通过对负极材料的改性和给电解液添加些化合物等方法，可以相应増强其电化学性能。关键词：锂离子电池；负极材料；晶体结构；电化学性能；改性；Theeffectofanodemat

2、erialcrystalstructureonli-ionbatteryYuJiayu(CollegeofMaterialsEngineering.ShanghaiUniversityofEngineeringScience.Shanghai201620•China)Abstract:Intheprocessofcharging-dischargingoflithium-ionbattery,theintercalationandde-intercalationofli-ionwillcausepulveriz

3、ationorphasetransformation.Inthefirstcycleofcharging-discharging,theelectrolytewilltakereactionwithactivematerialofthesurfaceofanodematierakitwillformafilmonthesurfaceofactivematerial.WccallitSEI(solidelectrolyteimpedancc).Thenitwillappearthephenomenonofaggr

4、egationandthevolumeofanodematerialwillexpandandshrink.Thiscanmakeactivematerialexfoliation,whichwillresultindecreasingtheelectrochemicalperformance.Inordertoovercometheproblem,wecanimprovetheperformancebymodifyingthesurfaceofanodematerialandaddingsomemateria

5、lsintheelectrolyte・Keywords:lithium-ionbattery;anodematerial;crystalstructure;electrochemicalperformance引言随着全球传统能源储量的Fl益减少和生态环境的逐步恶化，清洁可再生新能源的开发和应用刻不容缓，其屮锂离了电池因其独特的优点在当今的能源结构中起着举足轻重的作用。自从SONY公司商业化锂离了电池以来山，锂离子电池产业迅猛发展。目前，主要应用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式设备⑵，同吋还涉及太阳能和风力发电

6、储能⑶、航空航天、军事、医疗等方面。目前，锂离子电池正向电动汽车领域以及大规模工业储能系统这两个重耍的新兴领域发展⑷。1.锂离子电池的介绍锂离子电池主要有五部分构成：正极、负极、电解液、隔膜和固体电解质界面膜。a.正极材料一般选择氧化还原电位较高且在空气中稳定的复合物，目而商业化使用的锂离子电池正极材料按结构主要分为以下三类⑸：①六方层状晶体结构的LiCoO2（第一代锂离了电池正极材料⑹）；②立方尖品石品体结构的LiMn2O4171;③正交橄榄石晶体结构的LiFeP04l81ori前，正极材料的主耍发展思路是

7、在LiCoOz、LiMn2O4sLiFePO4等材料的基础上，发展相关的各类衍生材料，通过掺杂、包覆、调整微观结构、控制材料形貌、尺寸分布、比表面积、杂质含虽等技术手段来综合提高其比容量、倍率、循环性、压实密度、电化学、化学及热稳定性⑸。a.负极材料目询，商业化广泛使用的锂离子电池负极材料主要分为以下两类：①六方或菱形层状结构的人造石墨切和天然改性石墨“典②立方尖品石结构的Li4Ti50i2［，，］ob.电解液在商品锂离子电池中，电解液最常用的锂盐是LiPF6,溶剂为环状碳酸烷基酯（EC、PC等）和链状碳酸烷基

8、酯（DEC、DMC、DME和EMC等）混合，并以EC为主体组成的二元、三元或多元体系说I。通常在电解液里会加入Li2CO3（l3

9、nJ-以减少在充放电的过程中气体的产生，同时增加放电容星和锂离了的导电性，冇利于快速形成稳定牢固的SEI膜：一方面可以减少成魔过程中的锂离了消耗；另一方面形成的SEI膜能一宜电解液的共插入，防止石墨电极的剥落。c.隔膜为防止正负极短路，其耐电解液、不吸水、电