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。
硬碳表面是疏松多孔结构,易吸附空气中水分与氧气,。常州硬碳供货厂
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。
常州硬碳供货厂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。
北京理工大学吴锋院士团队的吴川教授和白莹教授研究小组与美国阿贡国家实验室陆俊教授(共同通讯)在国际知名期刊AdvancedEnergyMaterials上发表了题为HighCapacityAnodes”的研究论文。该论文采用静电纺丝技术制备磷功能化的硬碳材料,这一材料比表面积低、电压平台也很低,能够得到较高的脱钠容量和能量密度,首周容量高达393.4mAhg-1,100周循环后容量保持率为98.2%。与N相类似,P也能够掺杂到碳中,作为给电子体使费米能级向导带偏移,但其原子半径明显大于N,很难实现真正意义上的掺杂即P很难进入并占据石墨的晶格位点,事实上,P更倾向于与C或O成键。在之前的研究中,美国俄勒冈州立大学的纪秀磊等曾采用传统的蔗糖燃烧法合成P掺杂的硬碳(并证实P是以POx的形式存在。吴锋团队在Adv.EnergyMater.的这项工作中采用静电纺丝法制备前驱体,再经过高温煅烧得到硬碳材料,这一方法保证了P混入的均匀性并得到特殊的类“蜂窝煤”形貌;为深入理解磷功能化硬碳材料的储钠机理,研究团队还基于密度泛函理论(DFT),采用***性原理计算了P对Na的吸附能以及态密度(DOS),表明磷功能化硬碳材料表现出的超高比容量主要是由于磷在石墨层间形成的P=O和P-C键增强了Na的吸附。
可乐丽拥有利用植物原料制造活性炭的技术,同时还在推进研发可用于锂离子充电电池的硬碳。不过,由于在电池材料方面缺乏经验,而且即使投产也没有针对电池厂商的销售网络,因此可乐丽在2011年初主动向已经开展硬碳业务的吴羽“抛出了合作的橄榄枝”。另一方面,虽然吴羽已经面向锂离子充电电池负极材料开展了以石油为原料的沥青类硬碳“Carbotoron P”业务,但一直没有涉足以植物为原料的硬碳业务。该公司期望采用植物原料后,“能够提供低成本产品,以及与以石油为原料的硬碳具有不同特性的产品”。吴羽化工希望今后在动力锂电池负极材料市场上获得20%的份额。
Bio Carbotoron的生产工厂将在可乐丽化学位于日本冈山县备前市的生产基地内投资15~20亿日元建设。计划在2015年之前引进具备3,000吨年产能的生产设备,确立可年产4,000吨Bio Carbotoron的体制。原料“有望采用压榨棕榈油后剩下的油棕榈渣”(可乐丽化学**董事社长岩胁伸夫)。
硬碳材料均具有很高的可逆比容量。
现阶段动力锂电池负极材料技术开发主要集中在石墨(暂以人造石墨为主)、硬碳、软碳、钛酸锂、合金类负极材料方面。其中,硬碳(HardCarbon)是指石墨化碳,是高分子聚合物的热分解,具有很高的可逆比容量,一般为500~700mAh。硬碳结构稳定且充放电循环寿命长,且碳锂电位能够高于0.2V,安全性能更好。硬碳的结晶分散,锂离子容易进出,便于增加电池的输出功率,但缺点是存储的锂离子的量较少,因此容量会变小。
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。从真锂研究所掌握的资料来看,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。这些动力锂电池的单位重量输出密度均高达3,550~4,000W/kg,比原来镍氢电池(Ni-MH)的约1,200W/kg提高到了3倍以上。这里我们就简单介绍一下相关企业硬碳负极材料产品的开发情况和量产情况。 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。吉林***硬碳
硬碳材料是一种新型负极材料,与石墨相比,硬碳具有各向同性的结构特征层间距比较大,有利于锂离子的扩散。常州硬碳供货厂
锂离子电池近年广泛应用于电子便携设备和电动汽车,面临着严峻的过度消耗,短缺的锂资源现状不容乐观。钠离子电池的崛起在一定程度上可缓解这类问题,由于钠的资源储量十分丰富,同时其氧化还原电位较低,*比锂的氧化还原电位高0.3V。目前,钠离子电池正极材料如层状金属氧化物和聚阴离子类材料发展迅速,能量密度上甚至能够匹及锂离子电池。因而,开发适宜的负极材料才是钠离子电池产业化发展的关键技术。碳基材料是目前相当有发展前景的钠离子电池负极材料之一,其价格低廉、合成工艺简单且易于回收。
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