尽管碳基材料在锂离子电池领域已商品化,但石墨材料很难与钠形成石墨层间化合物,文献表明只有使用醚类电解液才能将石墨用作钠电负极。因此,钠离子电池硬碳负极材料成为近年的研究热点。2000年,Stevens和Dahn提出硬碳能够储锂/钠,与储锂机制相似,储钠机制可总结如下:(1)石墨层间的脱嵌,(2)缺点乱层结构的存储,(3)表面的吸附以及(4)纳米孔的填充。基于以上储钠机理,大量研究工作对硬碳材料进行改性以提高其电化学性能,如优化煅烧温度,扩大层间距和增大比表面积。此外,掺杂杂原子(N、S和F等)以加强Na的吸附容量和电子导电性,是提升储钠容量的有效手段。然而,碳负极通常有两个特征,比表面积高且电压平台高,导致极易生成过量的固体电解质界面膜(SEI膜),产生过高不可逆容量并限制了其产业化发展。
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。辽宁硬碳欢迎咨询
中国的杉杉科技等企业也在积极开发用于HEV的硬碳负极材料产品并有所成就。据杉杉科技介绍,其硬碳材料产品(HCP)采用推荐的沥青原料,与添加剂混合进行交联处理等工序,前驱体经高温炭化制得具有难石墨化性的硬碳材料。反应机理是:对多组分的沥青芳烃混合物进行交联处理,低分子的芳烃在热化学反应条件下,连接成高分子的稠环聚合体,进一步碳化促进了细孔发达,得到碳平面网格结构的硬碳材料。
技术在线2012年01月31日报道,日本住友电木开发出了用于高输出用途锂离子充电电池负极的硬碳材料(见图2)。该硬碳属于耐热性和阻燃性都很高的苯酚树脂类材料,已经被HEV动力锂电池厂商所采用,将从2012年春季开始在住友电木的子公司秋田住友电木量产。住友电木此次开发的硬碳的晶粒特点是:粒径为数μm,结晶间距离约为4埃(4×10-10m),大于石墨的约3.4埃。凝固后作为负极使用时,便于锂离子进出,在-20℃的低温环境下与石墨相比可将单元电阻降低20~30%。之前,我们并没有听说住友电木在开发负极材料市场,这是一个野心勃勃的新进者。连云港硬碳生产厂家充放电循环寿命长,并具有良好的倍率性能。
锂电池包电极材料使用多元化,将不断更新换代
锂电池包电极材料使用多元化,将不断更新换代。锂电池包随着社会的不断发展,需求量不断增大,竞争也越来越激烈,锂电池包电极材料使用多元化方面已经由单一化向多元化的方向转变。
碳负极材料:
此种类型的材料无论是能量密度、循环能力,还是成本投入等方面,其都处于表现均衡的负极材料,同时也是促进锂电池包诞生的主要材料,碳材料可以被划分为两大类别,即石墨化碳材料以及硬碳。
磷酸亚铁锂
磷酸亚铁锂在充电和放电方面具有良好的循环性能以及热稳定性,在使用过程中具有较强的安全保障,并且该材料绿色环保,不会对环境造成严重的损害,同时价格也较为低廉,被我国电池工业认为是进行大型电池模块生产的比较好材料。目前的主要应用领域有:电动汽车、便携式移动充电电源等,在未来发展中将会朝着储能电源、便携式电源方向深入发展。
从上世纪70年代后期,全球对蓄电池的需求日益增加,80年代中期,对具有高能量密度的蓄电池的需求越来越旺盛。在这样的背景下,镍氢电池和锂电池在90年代初期应运而生。然而,金属**物太重了,锂看起来很有前景。但是,金属锂正极在循环性能和安全问题等方面有缺点。从而,科学家开始尝试锂/碳合金,阴极锂看起来可行。
1991年,索尼在世界上首先将锂电池推向市场,软碳被用作负极的活性物质,但软碳存在循环性能恶化等问题。于是,为提高能量密度,科学家们开始采用硬碳代替软碳。硬碳锂离子电池在能量密度上有些落后于石墨电池。但它在循环寿命、漏极能力、对快速充电的可容许性等性能上超过了后者。而这些性能对于混合动力汽车直观重要,许多汽车制造商正尝试在混合动力汽车上采用硬碳锂离子电池。锂电池硬碳负极材料特点:可适应寒冷地区使用;可低电压充放电,适合微能量回收利用;寿命长。。
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:
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%。
可以满足电动车锂电池大功率充放电的要求。常州硬碳量大从优
硬碳作为锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池负极材料结构稳定。辽宁硬碳欢迎咨询
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。
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