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的负极材料的种类以及发展趋势分析

LARGE  |  点击量:693次  |  2021年06月08日  

摘要
随着社会的快速发展,我们的也在快速发展,那么你知道的负极材料的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。

随着社会的快速发展,我们的也在快速发展,那么你了解的负极材料的详细资料解析吗?


的负极是通过将负极活性物质碳材料或非碳材料,粘合剂和添加剂混合制成糊状胶而制成的,糊状胶均匀地涂在铜箔的两面上,干燥并压延。负电极材料是的主体,用于存储锂,从而允许锂离子在充电和放电过程中插入和取出。当对充电时,正极中的锂原子被离子化为锂离子和电子,并且锂离子移动至负极以与电子合成锂原子。在放电期间,锂原子从石墨晶体中的负极表面离子化为锂离子和电子,并且锂原子在正极处合成。


负极材料在电池充电过程中是锂离子和电子的载体,并起着能量储存和释放的用途。在电池成本中,负极材料约占5%-15%,这是的重要原材料之一。


负极材料重要影响的第一效率和循环性能。负极材料的性能也直接影响的性能。负极材料约占总成本的5%至15%。阳极材料的类型包括碳基阳极和非碳阳极。从技术角度来看,未来的负极材料将表现出多种特性。随着技术的进步,目前的负极材料已经从单一的人造石墨发展为天然石墨,中间相碳微球,人造石墨,软碳/硬碳,无定形碳,钛酸锂,硅。各种阳极材料,例如碳合金。

负极材料的全球销量约为10万吨,重要销往我国和日本。根据当前新能源汽车的上升趋势,对阳极材料的需求将继续上升。目前,世界负极材料仍以天然/人造石墨为主,新型负极材料如中碳微球(MCMB),钛酸锂,硅基负极,HC/SC和锂金属也在迅速上升。


当前重要使用的负极材料是天然石墨和人造石墨,其中天然石墨重要用于3C领域,而人造石墨重要用于电力领域。传统石墨材料的能量密度上限为372mAh/g,与当前阴极材料的能量密度相比具有相当大的余量。尽管价格高昂或技术不成熟,但受制于未来能量密度和高速率放电的要求,尽管中间相碳微球(MCMB),钛酸锂和硅基负载材料等高端阳极材料仍然受到人们的欢迎。逐渐进入对性能有更高要求的市场。全面,高级的电池负极材料应用。


石墨具有电导率高,锂离子扩散系数大,锂插入前后体积变化小,锂插入容量高,锂插入电位低的优点,已成为当前主流的商业锂离子负极材料。然而,由于石墨自身结构特点的制约,石墨负极材料的发展也遇到了瓶颈。假如容量已达到极限,则无法满足大型动力所需的持续大电流放电能力。因此,工业开始集中于石墨材料。


石墨具有许多优良的性能,因此广泛用于冶金,机械,电气,化工,纺织,国防和其他工业部门,例如石墨模具,石墨电极,石墨耐火材料,石墨润滑材料,石墨密封材料等。我国是世界上石墨储量最丰富的国家,也是最大的生产国和出口国。它在世界石墨行业中占有重要地位。根据国土资源部的统计,我国拥有结晶石墨储量3085万吨,基础储量5280万吨。隐晶石墨储量为1358万吨,基本储量为2371万吨。我国的石墨储量占世界的70%以上。


硅是一种半导体材料,其自身的电导率很低。在电化学循环中,锂离子的插入和提取将使材料的体积膨胀和收缩300%以上。机械力将逐渐粉碎材料,导致结构崩溃,并最终导致电极活性材料和集电器。拆卸,失去电接触,导致电池循环性能大大降低。与传统的石墨阳极相比,硅具有极高的理论比容量和较低的脱锂电势,并且硅的电压平台略高于石墨。充电过程中难以在表面上引起锂,并且具有更好的安全性能。


硅的电压平台比石墨高了一点,这样的好处就是充电时候析锂的可能性不大,安全性能上,较石墨有很大的优势。从硅的来源来看,硅是地壳中丰度最高的元素之一,来源广泛,价格便宜。以上就是的负极材料的有关知识的详细解析,要大家不断在实际中积累相关经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

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