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介绍锂离子电池负极材料研究方向
介绍锂离子电池负极材料研究方向
  • 发布时间:2021-02-05 16:26

介绍锂离子电池负极材料研究方向

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负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一,目前商业化锂离子电池采用的负极材料重要包括:①石墨类碳材料,分为天然石墨、人造石墨;②无序碳材料,包括硬碳和软碳;③钛酸锂材料;④硅基材料,重要分为碳包覆氧化亚硅复合材料、纳米硅碳复合材料、无定形硅合金。


随着经济的快速发展,科技日新月异,电子产品的普及达到史上之最。作为重要应用领域之一的电动汽车的发展带动了电池性能的提升,同时也对电池提出了更高的要求,包括能量密度的提升,循环寿命的延长等。目前针对负极材料的研究集中在新型碳材料、硅基材料、锡基材料及其氧化物负极材料。


新型碳材料是相关于传统碳材料而言,目前商业上普遍使用石墨这一传统碳材料作为锂离子电池负极材料,但是其理论容量较低,越来越不能满足锂离子电池的发展需求。新型碳材料如碳纳米管、石墨烯等,由于具有特殊的一维和二维柔性结构、优良的导热性和导电特性,因此在锂离子电池应用中具有巨大的潜力。


与其他锂离子电池负极材料相比,硅基负极材料具有非常高的比容量。但硅在充放电时的高膨胀率限制了其在负极材料中的应用,将硅和其他材料复合制备成的负极材料可在一定程度上克服该缺陷。


金属锡和锂可以发生合金化反应形成多种金属间化合物LixSn(x=0.4、1.0、2.33、2.5、2.6、3.5、4.4),是一种很有应用前景的锂离子电池负极材料。


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