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制作锂电池中负极材料存在的问题有哪些?

制作锂电池中负极材料存在的问题有哪些?

来源:
2021/05/24 14:06
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【摘要】:

它是如何工作的
锂电池价格依据
锂电池是以锂化合物为正极的锂电池。在充放电过程中,没有金属锂,只有锂离子,这就是锂电池。当电池充电时,锂离子在电池的正极形成,锂离子通过电解液到达负极。在锂电池中,锂离子从正极移动到负极,然后再回到正极。锂电池就像一把摇椅。电池的两极像运动员一样来回移动锂离子。锂电池也被称为摇椅电池。
锂电池是如何工作的
当电池充电时,锂离子在电池的正极形成,锂离子通过电解液到达负极。碳,也就是负极,是分层的,它有很多气孔,进入负极的锂离子嵌入在碳层的气孔中,嵌入的锂离子越多,电荷容量就越大。同样,当电池放电时(我们在电池中使用的过程),嵌在负极碳中的锂离子出来并回到正极。阴极中锂离子越多,放电容量越大。
锂电池的充电电流一般设置在0.2C ~ 1C。电流越大,电池充电的速度越快,电池的温度也就越高。更重要的是,如果电池充了太多的电流,容量就不够了,因为电池内部的电化学反应需要时间。就像倒啤酒一样,倒得太快会导致泡沫和不满。
锂电池正极材料
锂电池正极材料:(1)碳材料:石墨化碳材料和非晶碳材料。(2)其他材料:氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金、纳米氧化物等。
锂电池的负极材料有一个问题
(1)电压滞后,即锂离子嵌入反应发生在0 ~ 0.25V(与Li+/Li有关),非嵌入反应发生在1V左右;
这一理论有待进一步发展。这取决于制备各种高纯结构材料和碳材料,并建立更有效的结构表征方法。
锂电池正极材料的发展方向
(1)更小的纳米级嵌锂微结构。
(2)制备微结构规则的高纯碳正极材料。
锂电池正极材料

阴极材料:石墨很重要。新的研究表明,钛酸盐可能是一种更好的材料。负反应:放电时没有插入锂离子,充电时插入锂离子。充电:XLi + XE6C-LiXC6放电:LiXC6→XLi + XE +6C可分为以下几种:
第一种是碳正极材料:石墨化碳材料、非晶碳材料。如石墨、软碳、中间相碳微球等,我国已经开发和研究,而硬碳、碳纳米管、巴基球C60等碳材料正在研究中。锂电池正极材料基本上是碳材料,如人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。第二种是锡基负极材料:锡基负极材料可分为锡基氧化物和锡基复合氧化物。氧化物是各种价态金属锡的氧化物。没有商业产品。
第三种是锂过渡金属氮化物正极材料,目前还没有商用产品。
第四是合金负极材料:包括锡基合金、硅基合金、TSU基合金、铝基合金、台阶基合金、镁基合金等合金,无商用产品。
五、纳米级阴极材料:碳纳米管、纳米合金材料。
6种纳米材料都是纳米氧化物材料:根据2009年锂电池新能源行业的最新市场发展趋势,许多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米二氧化硅添加传统的石墨、氧化锡、碳纳米管、并大大提高了锂电池的放电和充放电频率。
锂电池正极材料的几个概念
电化学容量:活性物质在单位质量中充电或放电达到最大限度的电荷量,一般用mAh/g表示。
不可逆容量损失:在充放电过程中,电极的充放电效率小于100%,放电时的电化学容量小于充电时的电化学容量。损失部分称为不可逆的容量损失。电极电位:理想正极材料的电极电位应接近金属锂的电极电位,且随锂包埋量变化不大。石墨的电极电位在0.4 V到0.0 V之间,是一种合适的阴极材料。
充放电率:电池的充放电率。
循环性:电极材料在反复充放电过程中保持其电化学容量的能力。电池的圆度与电极材料的结构、化学和热稳定性有关。

 

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