锂离子电池具有较高的能量密度和功率密度,***应用于电动汽车、便携式电子设备等领域。然而,锂资源相对较少且分布不均,人们迫切需要寻求***、低成本的可替代储能器件。例如:镁离子电池、钙离子电池、铝离子电池、钠离子电池、钾离子电池(PIBs)等。其中:i)钾(K)资源储量丰富,成本较低;ii)K+/K(-2.93Vvs标准氢电极(SHE))的氧化还原电位非常接近Li+/Li(-3.04VvsSHE),这意味着PIBs具有较高的电压平台和能量密度,因此受到研究者们的***关注。但是,较大的K+半径(1.38Å)使得K+插入/脱出电极的过程变得困难,从而导致PIBs循环稳定性差、容量较低。因此,亟需研制具有优异结构稳定性的PIBs负极材料。结合硬碳材料的特点来看,它相对更适合于重视输出功率的混合动力车(HEV)用动力锂电池的制造。宿迁硬碳服务放心可靠
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。
宁波高质量硬碳碳材料是一种新型的负极材料,与石墨相比,硬碳具有各向同性的结构特征,层间距比较大。
风能、太阳能等可再生能源的充分利用依赖于低成本大型储能技术的发展。钠离子电池和锂离子电池具有相似的原理及生产流程,且钠资源的分布***,近年来得到了***的关注。无论是锂离子电池还是钠离子电池,倍率性能都是评价其性能的关键指标。目前,钠离子电池正极材料的研发已经取得了重要进展。然而,对于负极而言,***应用于锂离子电池中的石墨负极在钠离子电池中没有电化学性能。硬碳材料,也被称为不可石墨化无定形碳,是目前众多负极材料中综合性能比较好的。由于该材料具有较高的容量、稳定的循环性能以及前驱体取材***,将在未来钠离子电池商业化中起到重要的作用。近年来,随着不同前驱体、不同结构以及掺杂等技术的研究,硬碳负极材料的性能得到了进一步的提升。然而,硬碳负极材料的倍率性能一直较差,成为其未来商业化的绊脚石。
通过对人造石墨的常温和低温性能测试,发现了人造石墨低温性能不佳的问题,针对该问题制备了人造石墨-硬碳复合负极材料用来改善锂离子电池的低温性能。采用扣式电池对不同比例的人造石墨-硬碳复合负极材料进行性能测试,结果表明,加入硬碳材料对电池的低温性能有明显改善,其中硬碳:人造石墨=3∶7的材料在-20℃时2C倍率的脱锂(负极半电池中锂离子从人造石墨中脱出)比容量为283.5mAh/g,具有比较好的综合性能。
通过对制备的3Ah磷酸铁锂电池性能测试表明,在-20℃时,以0.2C电流放电,电池的低温循环性能优异;相对于使用人造石墨负极的电池,采用复合负极的电池的放电容量保持率提升了12.3%,且电池具有良好的常温倍率性能和低温循环性能。电化学性能的测试结果表明该复合负极低温和倍率新能优异,具备良好的应用前景。
锂离子电池在大规模可再生能源接入、电网调峰调频、分布式储能、家庭储能、数据中心备用电源。
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:
1、深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司贝特瑞为中国宝安全资子公司,主要产品类型有人造石墨为主,硅碳复合材料,软碳,石墨烯等,负极材料产能30000吨/年。主要客户涵盖三星、LG、日本松下、索尼、ATL、力神电池、比克电池、比亚迪、国轩高科等。2017年上半年营业收入为12.68亿元,较上年同期增长32.87%;归属于挂牌公司股东的净利润为1.56亿元,较上年同期增长21.81%。
硬碳容量大于常规碳类材料的理论容量,高倍率、循环性能、安全性能优。口碑好硬碳诚信为本
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。宿迁硬碳服务放心可靠
锂电池硬碳负极材料的倍率性能被低估
科研思路分析
1.半电池在钠离子电池电极材料的评价中,并未受到过多的质疑。而本研究指出了半电池体系在对钠离子电池电极材料,尤其是对于硬碳材料评价中的天然缺点。这一发现对未来硬碳材料在钠离子电池中的研究具有指导意义。更为重要的是,该研究揭示了硬碳材料自身的高倍率性能,必将促进其未来的商业化。
2.对于硬碳材料在钠离子电池中的低倍率性能几乎达成共识,并认为这是由材料自身的结构决定的。学术界采用半电池体系对电极材料进行评价,该方法在硬碳材料的评价上并未受到质疑。然而,我们在前期对于钠离子电池的一些研究中发现,在半电池体系中,钠片作为对电极在高电流下的极化现象。考虑到硬碳材料接近钠金属标准氧化电位的低电压充放电平台,我们假想半电池中钠片的过电位会掩盖硬碳材料的高倍率性能。因此,我们采用了三电极体系对硬碳材料进行了评价。
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