我国在《中国制造2025》中建议加快发展下一代锂离子动力电池,并提出了动力电池单体能量密度中期达到300W·h/kg,远期达到400W·h/kg的目标。针对这一要求,对于负极材料而言,石墨的实际容量已接近其理论极限,需要开发具有更高能量密度且兼顾其它指标的新材料。其中,硅碳负极能够将碳材料的导电性和硅材料的高容量结合在一起,被认为是下一代锂离子电池负极材料,因此相应的标准也正在起草(表2)。锂电池负极材料产品标准技术规范2.1锂离子电池对负极材料的要求负极材料作为锂离子电池的部件,在应用时通常需要满足以下条件:①嵌锂电位低且平稳,以保证较高的输出电压;想买锂电池负极材料就找无锡光润。什么是锂电池负极材料哪家便宜
为了促进锂电行业的健康发展,我国从 2009年开始就陆续颁布了相关标准,涉及原料、产品和检验方法,提出了各项参数的具体指标,并给出了相应的检测方法,对负极材料的实际生产和应用起到了指导性作用。目前实际应用的负极材料种类比较集中(石墨和Li4Ti5O12),主要涉及的标准共有4项(表1)。不过正在制定或修订的标准还有6 项(表2),说明负极材料的种类有所增加,需要制定新的标准来规范其发展。本文将重点介绍4项已颁布标准中的主要内容和要点。制造锂电池负极材料诚信推荐锂电池负极材料有什么作用?
作为锂离子嵌入的载体,负极材料需满足以下要求:1、锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低,接近金属锂的电位,从而使电池的输入电压高;2、在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量;3、在插入/脱嵌过程中,负极主体结构没有或很少发生变化;4、氧化还原电位随Li的插入脱出变化应该尽可能少,这样电池的电压不会发生显着变化,可保持较平稳的充电和放电;5、插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率,这样可以减少极化并能进行大电流充放电;6、主体材料具有良好的表面结构,能够与液体电解质形成良好的SEI;7、插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性,在形成SEI后不与电解质等发生反应;8、锂离子在主体材料中有较大的扩散系数,便于快速充放电;9、从实用角度而言,材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。
制备Li4Ti5O12时,为保证反应的充分进行,一般都会让锂源过量,而它们主要以Li2CO3或者LiOH的形式存在,使终产品呈碱性。当残碱量过高时,材料的稳定性变差,容易与空气中的水和二氧化碳等反应,会直接影响材料的电化学性能。另外,由于石墨类负极浆料目前主要为水性体系,因此它对水分的要求(≤0.2%)并没有像正极材料(浆料通常为油性体系,≤0.05%)那样苛刻,这对降低电池的生产成本和简化工艺具有一定意义。2.7负极材料的主元素含量石墨负极虽然具有较高的容量和低且平稳的嵌锂电位,但是它对电解液的组分十分敏感,易剥离,锂电负极材料的研究进展。
2.6负极材料对pH和水分的要求粉体材料中含有的微量水分可由卡尔·费休库仑滴定仪测定。其基本原理为:试样中的水可与碘和二氧化硫在有机碱和甲醇的条件下发生反应(H2O+I2+SO2+CH3OH+3RN—→[RHN]SO4CH3+2[RHN]I),其中的碘是通过电化学方法氧化电解槽而产生的(2I−—→I2+2e−),产生碘的量与通过电解池的电量成正比,因此通过记录电解池所消耗的电量就可求得水含量。负极材料的pH和水分对材料的稳定性和制浆工艺有重要影响。对于石墨而言,其pH通常在中性左右(4~9),而Li4Ti5O12则呈碱性(9.5~11.5),具有一定的残碱度(表7)。这主要是因为在硅藻在锂电池负极材料中的应用展示。什么是锂电池负极材料哪家便宜
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碳热还原法碳热还原法是在原材料混合中加入碳源(淀粉、蔗糖等)做还原剂,通常和高温固相法一起使用,碳源在高温煅烧中可以将Fe3+还原为Fe2+,避免了反应过程中Fe2+变成Fe3+,使合成过程更加合理,但是反应时间相对较长,对条件的控制更为严苛,定向制备时具有更高效率:(3)水热法属于液相合成法,是指在密封的压力容器中以水为溶剂,通过原料在高温高压的条件下进行化学反应,经过滤洗涤、烘干后得到纳米前驱体,高温煅烧后即可得到磷酸铁锂。水热法制备磷酸铁锂具有容易控制晶型和粒径,物相均一,粉体粒径小,过程简单等优点,但需要高温高压设备,成本高,工艺比较复杂。什么是锂电池负极材料哪家便宜
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