硬炭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,特别是针对车用动力锂离子电池领域,硬炭材料有其独特的优势。硬炭的微孔结构有利于锂离子的运动,可以快出快充,对功率型应用十分有利。锂离子电池负极材料在很多的程度上决定了电池的安全性、循环寿命和能量密度,因此新型硬炭负极材料的开发将会给锂离子电池材料体系的选择提供了更多的组合。
硬炭是指难石墨化碳,是一类以高分子聚合物为前驱体经高温热解得到的碳材料,一般是在1000℃左右热解树脂制备得到,这类碳在2500℃以上的高温也难以石墨化。硬炭可逆比容量比石墨高,一般为500-700mAh/g。常见的硬炭有树脂碳(如酚醛树脂和聚糠醇等)、有机聚合物热解碳(如PFA、PVC、PVDF和PAN等)和炭黑等。与石墨相比,硬炭具有更大的层间距和更丰富的孔隙结构(图1),具有较好的低温倍率性能和优异的电解液兼容性,使其成为动力电池相当有潜力的负极材料。硬炭良好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。
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。高质量硬碳质量放心可靠
负极指电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中,是指起氧化作用的电极,电池反应中写在左边。从物理角度来看,是电路中电子流出的一极。而负极材料,则是指电池中构成负极的原料,目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。
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主要包括: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,主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。
高质量硬碳质量放心可靠硬碳的良好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。
硬碳材料而言,此测试体系并不能完全展示出硬碳材料的特性。这是由于硬碳材料一半以上的容量是来自低电压的平台部分(~0。05Vvs。Na+/Na),在钠离子嵌入(放电)过程中,尤其是高电流条件下,钠金属上的过电位会造成钠离子嵌入的提前结束,从而造成其在高电流下较低的容量。这就可能掩盖了硬碳自身可能具有较高的倍率性能。因此,纪教授团队采用三电极测试体系对硬碳材料的倍率性能进行了评价,并发现在1C(250mA/g)的电流下,容量由传统半电池中的118mAh/g提高到186mAh/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:
6、深圳市翔丰华科技股份有限公司深圳翔丰华成立于2009年,主要产品有产品分为天然石墨、人造石墨、硅碳负极等,拥有东莞市翔丰华、福建翔丰华两个子公司,现有产能15000吨/年,主要客户有比亚迪、鹏辉、卓能电池等。2016年负极材料销售约6800吨,营业收入约3.0亿元。2017年上半年负极材料收入约1.5亿元。
7、江西正拓新能源科技股份有限公司江西正拓产品以人造石墨、天然石墨、中间相碳微粒负极材料为主。目前,正拓新能源年产16000吨负极材料,主要客户有深圳华粤宝、中山天贸、宁波维科、比克电池等。2016年公司负极材料实现销售收入1.29亿元,同比增长幅48.99%,利润为1533.6万元。2017年上半年负极材料销售收入8100.2万元,利润1102.8万元。
是一种快充负极材料,适用于高倍率快充锂钠电池。
硬碳改性的方法主要包括:
1.无机材料包覆硬碳改性,向碳材料中掺杂非金属元素B、Si、P、N、S等均可使硬碳材料的嵌锂特性发生明显改变,降低不可逆容量;
2.化学气相沉淀法(CVD法)包覆硬碳改性,目前CVD法可以使可逆循环容量保持在理论值的70%左右。对CVD法各参数的优化可以使硬碳可逆容量进一步增大。
目前已有不少HEV动力锂电池企业在采用硬碳作为负极材料。如本田(Honda)推出的思域HEV,由BlueEnergy(本田与GS汤浅合资组建的HEV锂电池企业)提供的动力锂电池。采用的正负极材料分别是NCM三元材料和硬碳材料。日产风雅HEV锂电池采用的也是硬碳负极材料。
HEV锂电池用硬碳负极材料技术开发成主流。台州硬碳供应
硬碳具有良好的电导率。高质量硬碳质量放心可靠
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