聚合物鋰電池負極材料：石墨和碳負極材料的研究

　　聚合物鋰電池負極材料：石墨和碳負極材料的研究。進(jìn)幾年以來(lái)，在國家政策的推動(dòng)下，新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，國內動(dòng)力電池企業(yè)也大幅擴產(chǎn)，鋰電池負極材料的需求大增。碳基負極材料具有原料豐富、成本低廉、可逆容量較大及倍率性能良好等優(yōu)點(diǎn)，備受?chē)鴥韧鈱?zhuān)家、學(xué)者的關(guān)注。本篇文章就來(lái)討論石墨類(lèi)材料和碳負極材料的研究。

　　石墨和碳負極材料的研究

　　國內現有負極產(chǎn)品主要為碳材料和非碳材料，其中碳材料又可以分為石墨類(lèi)碳材料和無(wú)定型碳材料，石墨類(lèi)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(chǎng)上有少量應用。

　　迄今已研究過(guò)的碳負極材料有石墨化碳和非石墨化碳。其中，石墨以充放電電壓平臺低、循環(huán)穩定性高和成本低等優(yōu)點(diǎn)，被認為是目前聚合物鋰電池應用中較為理想的負極材料。目前天然石墨的改性研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，并已有商業(yè)化應用。

　　石墨類(lèi)材料

　　石墨是層狀晶體，由無(wú)數石墨片層在范德華力作用下堆疊形成。石墨含有兩個(gè)不同表面，層與層之間的平面為基面，與基面垂直的表面為棱面，棱面又包括之字形面和搖椅面，棱面表面通常存在含氧的官能團。

　　石墨類(lèi)材料本身的包覆狀態(tài)也會(huì )影響負極的性能，一般會(huì )包覆一些無(wú)定型的碳材料，從而改善負極的界面阻抗，改善低溫以及循環(huán)性能。而隨著(zhù)電池能量密度的提升，石墨負極的容量利用率也逐漸接近理論值，同時(shí)壓實(shí)也會(huì )越來(lái)越高，這就要求石墨負極的穩定性也要隨之提高，目前而言，摻雜和包覆仍然是處理的一個(gè)主流手段，改性以后可以使石墨負極在循環(huán)過(guò)程中的結構以及表面狀態(tài)得到保護，增強了循環(huán)的穩定性。

　　碳負極材料

　　炭素材料的種類(lèi)繁多，其結晶形式有金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管等，聚合物鋰電池的碳負極最先商業(yè)化應用的是非石墨化炭材料，1993-1994年松下電池工業(yè)公司和三洋電機公司進(jìn)人市場(chǎng)后采用了容量更高的石墨化炭材料，從此兩大類(lèi)碳材料的競爭也山此展開(kāi)。

　　兩類(lèi)碳負極的實(shí)際應用情況雖然沒(méi)有準確的統計數據，但有專(zhuān)家估計目前市售的聚合物鋰電池中有75%以上的負極材料采用的是石墨類(lèi)碳負極材料。雖然目前有很多具有發(fā)展前景的非碳類(lèi)負極有可能應用于聚合物鋰電池領(lǐng)域，但他們仍將面臨很多的挑戰，因此今后在很長(cháng)一段時(shí)間內，聚合物鋰電池容量的提高仍將依賴(lài)于碳負極材材料的發(fā)展和完善。

　　目前，全球負極市場(chǎng)已趨于穩定，需求量每年穩步增長(cháng)，但是成本價(jià)格上升、負極企業(yè)增多、行業(yè)競爭加劇等導致了行業(yè)整體利潤被壓縮，預計在今后的幾年里全球負極材料產(chǎn)量增速會(huì )逐漸放緩，新材料、新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應用將是行業(yè)突破瓶頸的關(guān)鍵。

本文鏈接：http://www.xiutv647.com{dede:field.arcurl/}

諾信新聞,諾信公司新聞,鋰電池行業(yè)新聞,展會(huì )新聞