锂离子电池石墨负极材料的优缺点是什么？

来源：宝鄂实业 2020-05-07 15:48 点击量：次

近年来，碳作为锂离子电池的负极材料引起了广泛的注意。主要是因为避免使用性质活泼的金属锂，减少在负极表面形成的锂枝晶，从而得到高的安全性和良好的循环性能。不同类型碳的电化学性能差异较大，其中石墨由于具有高的主体容量(LiC6) 和低的电极电势(0。01～0。2V)而被认为是比较合适的负极材料。但使用石墨作负极时最主要的缺点是在第1次充放电过程中电解液分解造成较大的不可逆容量，而溶剂分子的共嵌入则直接导致了石墨层的塌陷，从而使电极的循环寿命急剧衰减。对同一种石墨材料，在电极制备过程中，粘合剂、导电碳黑的比例以及颗粒度分布对其电化学性能也有较大影响。

本文利用循环伏安及电化学容量测试技术，研究了以人造-修饰石墨作为锂离子电池基质材料制备负极板时的各种影响因素，以期获得最佳组成，以利于提高锂离子电池综合性能，为该类电池负极的设计与材料的选择提供实验依据。

在现实生活中，石墨除了能用来生产耐火材料、耐磨润滑材料、高温冶金材料外，还是目前主流商业化的锂电负极材料。

天然石墨和人造石墨一直是使用最大的负极材料，但是人造石墨由于在生产过程中需要高温处理，使其生产成本大幅提高并对环境产生不利影响。

相对于人造石墨而言，天然石墨有很多优点，它的成本低、结晶程度高，提纯、粉碎、分级技术成熟，充放电电压平台低，理论比容量高等，这些为其在锂离子电池行业的应用奠定了良好的基础。

石墨材料因具有稳定性高、导电性好、来源广等优点，被认为是目前较为理想的锂电池负极材料。但天然石墨负极比容量及倍率性能不能满足高性能负极材料的需要，为解决这一问题，研究者们对其进行了一系列的改性研究。

锂离子电池石墨负极材料优点：

（1）石墨来源广泛，储量丰富；

（2）经过改性后振实密度较高；

（3）电化学性能较为稳定；

（4）实际比容量密度可以与理论比容量相接近。

锂离子电池石墨负极材料缺点：

（1）克容量不足，难以满足动力电池的实际需求；