淺析鋰電池電極材料的選擇

具體分解了鋰電池電極材料的選擇

鋰電池在使用過程中可以充電，屬于二次可充電電池的一種。其緊要工作原理是鋰離子在正負電極之間的反復運動。無論電池的形狀要怎么樣，其緊要成分是電解質、正極、負極和膜。目前，國際鋰電池的加工緊要聚集在我國、日本和韓國，緊要用于手機和電腦的鋰離子使用市場。隨著鋰電池的不斷發展，其使用范疇也逐漸張大，陰極材料的使用也由單一向多樣化轉變，包括:橄欖石磷酸亞鐵鋰、層狀鋰鈷酸鋰、尖晶石錳酸鋰等，實現了多種材料的共存。

從技術的發展可以看出，將來會有更多新的陰極材料被加工出來。電力電池正極材料對成本、安全性能、循環容量和能量密度都有嚴格的要求。在使用材料范疇，氧化鋰鈷因其成本高、安全性低，通常適用于一般消費電池的特定用途，難以滿足動力鋰離子電池的相關要求。以上所列的其他材料已被充足利用在目前的動力鋰離子電池中。在鋰電池材料中，負極材料是一個緊要的組成部分，它對整個電池的性能有很大的影響。目前，陽極材料緊要分為兩大類:一類是商業使用的碳材料，如天然石墨和軟碳;另一類是非碳陽極材料，如硅基材料、合金材料、錫金材料等。

1碳負極材料:碳負極材料是一種能量密度、循環容量、成本投入均衡的負極材料，也是促使鋰電池誕生的緊要材料。碳材料可分為兩類，即石墨化碳材料和硬碳材料。其中，前者緊要包括人造石墨和天然石墨。人造石墨的形成過程如下:軟碳材料經過2500℃以上的石墨化解決后，MCMB是一種常用的人造石墨，具有球形結構和光滑的表面紋理，直徑約5-40nm。由于表面光滑度的影響，電極表面與電解質之間的反應概率降低，從而降低了不可逆容量。同時，球形結構可以方便鋰離子在任何方向的嵌入和噴發，可以促使結構的穩定性。天然石墨也有許多優勢，如結晶度高，可嵌入位置多，價格低廉，是鋰電池的理想材料。但也存在一些缺點，如與電解液反應的相容性差，破裂過程中表面缺陷較多，對充放電性能有很大的負面影響。

此外，硬碳的形成過程如下:在2500℃下難以石墨化的碳材料緊要是高分子化合物的熱解碳。從高倍顯微鏡下可以看到，它們是由許多納米晶顆粒組成的，整體呈花簇狀，如圖1所示。表面含有大量納米醇的非晶區，其容量遠遠大于石墨的標準容量，對循環能力有很大的負面影響。

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