降低蔗糖热裂解前除水温度的方法
除水工艺是指在150〜180。时对粗糖加热除水的工艺。这一预处理过程除去了糖中绝大多数水,并使后续的裂解产率提高,产品提纯方便。BuielE等「边发现,在175'C、155"C、140C分别对粗糖加热处理后于1050'C裂解后制得的硬碳电极其不可逆容量分别约为50mAh/g、40mAh/g和30mAh/go说明降低蔗糖热裂解前的除水温度能不同程度的降低不可逆容量。
CVD法包翟硬碳改性
CVD法即化学气相沉淀法。EdwardBuiel等「⑵提出在高于700C的温度的乙烯气氛中,在硬碳表面沉积碳可以改良硬碳表面,使不可逆容量由超过150tnAh/g下降到不足70mAh/go电化学测试显示,在乙烯气氛中热裂解后制得的硬碳负极,其可逆容量与真空气氛中裂解所得的硬碳几乎相等(516mAh/g:511mAh/g)oIsaevI等取也采取了CVD法对硬碳进行了改性。所不同的是在翻气(80ml/min)与甲苯的混合气中,以1000°C裂解温度对硬碳进行了改性。发现随着实验的进行,微孔已部分被CVD法沉降的碳关闭,只有锂离子可以循环嵌入微孔中。 可以满足电动车锂电池大功率充放电的要求。黑龙江硬碳厂家实力雄厚
硬碳材料的结构与储锂机理
低温下,锂在硬碳表面上可分为类金属态锂和离子态锂两种状态。但在240K以上时,这两种状态则无法区分。在硬碳表面,锂的嵌人进程伴随着锂与硬碳的电荷传导直到200mAh/g的锂嵌入,随后锂的嵌入只伴随着很少的电荷传导。在硬碳表面,嵌锂的机理很复杂。第一步首先是类金属态的锂降低了已嵌入锂的排斥力;第二步则由于层间形成的小裂缝中存在一些提高的吸引力使得类金属态的锂可以继续嵌入。第二步的现象与微孔填充很相似。在2nm以下的微孔结构中,硬碳物理吸附气相分子的总量由于表面重叠(微孔填充)而得到增加,所吸附的分子就像是在高压下所表现的状态一样。为了能够吸附类金属态的锂,小于2nm的微孔结构正是我们所需要的。我们可以设想一种层间距为0.523nm的含离子态锂和类金属态锂的碳层,在层间形成的小裂缝中吸附了锂,吸附的锂所承受的吸引力与GLi产生的相同。在这种情况下,硬碳可达到石墨的3倍可逆容量,即900mAh/go。
上海硬碳厂家实力雄厚硬碳的倍率性能使得它在电动车以及混合电动车上面受到了关注和小范围的使用。
硬碳负极材料
近年来,随着硬碳材料研究的深入,又有许多新型硬碳材料被发现。例如:WangQ等发现,由晶体生长水热法制备的含微孔的硬碳球(HCS1)具有较好的球形形貌、可控的单分散粒子粒径和光滑的表面。XRD与拉曼光谱均显示HCS1是非石墨化的。作为锂离子电池的负极材料,HCS1的可逆容量高达430mAh/g,***库仑效率为73%。其动力学性能比中间相碳微球(MCMB)这种典型的软碳材料还好。通过表面改性,如在硬碳表面包覆四乙氧基硅烷(TEOS),或釆用化学气相沉淀法〈CVD)在硬碳表面沉淀乙快均可使HCS1的库仑效率大幅度提高。另外,在HCS1表面沉积纳米SnSb合金颗粒,可有效阻止合金颗粒在充放电过程中电化学聚集,使可逆容量与循环特性均有大幅改善。在随后的研究工作中,HuJ等贸发现,利用微乳液作媒介的晶体生长水热法制备的含微孔的硬碳球(HCS2)具有比HCS1更小的微孔。因此,HCS2的电动势及嵌锂容量均比HCS1高。作为锂离子电池的负极材料,HCS2显示了较好的循环性能,其嵌锂容量高达566mAh/g,***库伦效率为83.2%。而FeyGTK等官]用稻壳热裂解也制得了硬碳负极,其可逆容量为1055mAh/g,是现在已报道的锂离子电池硬.碳负极中容量比较高的。
根据碳原子排列方式的不同,碳材料可分为石墨碳、软碳和硬碳3种。软碳和硬碳主要用于描述聚合物热解制备的碳材料,在热解过程中,一些碳原子重构成二维芳族石墨烯片,如果这些石墨烯片大致平行,在高温下则容易石墨化,这种碳被称为软碳;如果这些石墨烯片随机堆叠并通过边缘碳原子交联,高温下不能石墨化,这种碳则称为硬碳。通常来说,石墨碳和软碳具有高弹性,容易变形,但是强度较低;由于大量sp3-C引起的硬碳微观上乱层“纸牌屋”结构的存在,硬碳材料在机械强度和结构稳定性方面展现出极大的优势,但是本征性质较脆且易碎。如何将硬碳材料制备成超弹性块材是目前面临的一个挑战。硬碳可逆比容量比石墨高,一般为500-700 mAh/g。
那在我国,都有哪些锂电负极的企业呢?储能头条收录了整理了12家负极材料企业,详细内容如下:
8、东莞市凯金新能源科技股份有限公司东莞市凯金新能源成立于2012年03月,主要产品以人造石墨为主,少量天然石墨。现有产能8000吨,主要客户CATL、天津力神、江苏天鹏、鹏辉能源等。2016年负极材料销售5990.8吨,收入2.17亿元;2017年上半年销售收入约1.24亿元,净利润1001.2万元。
9、天津锦美碳材科技发展有限公司天津锦美碳材创立于1998年,主要产品有细结构高纯石墨、细结构石墨、中粗结构石墨、各向同性石墨等。现有产能8000吨,主要客户有鹏辉能源、天能集团、捷威动力等,2017年上半年产量约为1500吨。
充放电循环寿命长,并具有良好的倍率性能。青岛新型硬碳
硬碳类负极材料由于其特殊的储锂机理以及优异的安全性、倍率特性和低温性能而备受关注。黑龙江硬碳厂家实力雄厚
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3、江西紫宸科技有限公司紫宸科技目前研发的产品涉及容量型、综合型、倍率型锂离子电池负极材料,现有产能20000吨,主要客户是ATL、CATL、三星SDI、LGC、比亚迪、力神、中航锂电、珠海光宇等。2016年负极材料实现销售收入约10.52亿元;2017年上半年销售收入约5.5亿元。另外,公司还获得了8项实用新型专利(俗称“小**”)的授权。
4、湖南中科星城石墨有限公司中科星城主要产品有人造石墨、天然石墨、改性石墨材料、硅碳负极材料等,现有年产能达到12000吨,主要客户有远东福斯特、比亚迪、星恒电源、湖北金泉、浙江超威等。2016年中科星城实现利润4400万元;2017年上半年,中科星城锂电负极材料销售收入1.3亿元,同期增长27.58%。
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