锂电池硬碳负极材料在新能源车领域的应用
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。
加热软碳至 2400 ℃以上得到的高度石墨化的碳材料 , 可逆嵌锂容量在 300mAh/ g 左右。吉林官方授权经销硬碳
硬碳材料的结构与储锂机理
***不可逆容量较大是阻碍硬碳在锂离子电池上大规模商业化使用的主要原因。XingWeibing等°。〕对从蔗糖制取的硬碳具有较大不可逆容量有以下两方面的解释;(1)锂与电解液反应生成固体电解质(SEI)膜消耗了锂;(2)锂与吸附在硬碳纳米微孔中的杂质反应消耗了锂。锂与电解质的反应是无法避免的,除非两者不直接接触。正是这个电极表面的反应形成了SEI膜,此反应会导致50mAh/g的不可逆容量。而第二个原因通常会导致150mAh/g的不可逆容量。Be'guinF等口口进一步指出,是硬碳表面活性面积(ASA)而不是传统认为的BET比表面积与硬碳不可逆容量呈线性关系。这是因为BET比表面积只是一个由硬碳表面物理吸附氮气量所决定的几何参数。而SEI膜的形成产生的大量热量与表面的活性点数量息息相关。ASA对应的是硬碳表面的各种缺点〈堆积缺点,单个或多个空穴及断层)的累积面积。正是这些缺点吸附了大量锂离子,造成了硬碳过高的不可逆容量。因此,ASA是解释硬碳不可逆容量的通用参数。
杭州硬碳代理销售价格吴羽将和可乐丽旗下的可乐丽化学合资成立采用植物原料的硬碳“Bio Carbotoron”制造子公司。
长期以来,学术界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。
采用人造石墨(CAG-3,杉杉科技)和硬碳(LN-0001,日立化成)制作负极片,将石墨(或石墨与硬碳的混合物)、SuperP(导电剂)和PVDF(粘结剂)按照85∶10∶5的质量比称取并放于研钵中,加入NMP(电池级)搅拌并混合均匀,然后涂布于铜箔上压制成极片,放置于真空干燥箱中抽真空干燥6h,烘干后裁成直径12mm的圆片制成电极,对电极为金属锂片,隔膜型号为Celgard2325,制作2032扣式半电池并进行电性能测试。扣式电池电解液配方为EC/DMC/EMC(1∶1∶1)。全电池制备采用复合负极材料,正极使用磷酸铁锂,制作3Ah电池并测试其性能。
锂电池硬碳负极材料特点:即快速充电及大电功率放电;使用温度范围宽,低温容量衰减少。
锂离子电池作为一种新型能源的典型**,有十分明显的优势,它不仅具有能量密度大、无记忆效应、循环寿命长等特点,而且污染小,符合环保要求,已广泛应用于人们的日常生活中,如便携式电子产品、电动汽车、航空航天、储能等领域,成为全球经济发展的一个新热点。
锂离子电池的未来发展方向是高比容量、高充放电效率、高循环性能、高倍率、高安全性和低成本。高容量的主要途径是使用克容量更高的正、负极材料。目前,负极材料主要以石墨类材料为主,制程工艺相对成熟,但受结构特性制约,石墨负极材料克容量逐渐趋于极限值,倍率性能也已不能满足下游产品对电芯日益增长的性能要求;新兴硅负极的体积膨胀及循环稳定性差的问题也未得到有效解决,严重制约了其实际应用,短期内也很难有质的改善。寻找性能更为优良的碳负极材料仍然是锂离子电池研究的重要课题。资源丰富、价格低廉,与电解质溶剂相容性好的新型负极材料将成为未来行业的发力点。
硬碳负极具有较高的比容量(350~450mAh/g),这有利于锂电池容量的提高。性能优良硬碳代理销售价格
与石墨相比,硬碳具有更大的层间距和更丰富的孔隙结构,具有较好的低温倍率性能和优异的电解液兼容性。吉林官方授权经销硬碳
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:
2、上海杉杉科技有限公司上海杉杉是杉杉股份的全资子公司,拥有产品系列包括中间相、天然石墨、人造石墨、复合石墨、合金及硬炭等五大系列。石墨负极材料现有产能15000吨/年,在建产能35000吨,预计2016年底达产。主要客户有LG、SONY、ATL、力神电池、比克电池、比亚迪、哈光宇等。2017年上半年负极材料实现销售量15295吨,同比上升50.82%;主营业务收入69523.87万元,同比上升25.07%;实现归属于上市公司股东的净利润4,534.15万元,同比上升10.31%。
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