锂离子电池对负极材料的要求他有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-09-08 17:40
点击量:次
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核心部件,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;
②允许较多的锂离子可逆脱嵌,比容量较高;
③在充放电过程中结构相对稳定,具有较长的循环寿命;
④较高的电子电导率、离子电导率和低的电荷转移电阻,以保证较小的电压极化和良好的倍率性能;
⑤能够与电解液形成稳定的固体电解质膜,保证较高的库仑效率;
⑥ 制备工艺简单,易于产业化,价格便宜;
⑦ 环境友好,在材料的生产和实际使用过程中不会对环境造成严重污染;
⑧资源丰富等。
30多年来,虽然不断有新型锂离子电池负极材料被报道出来,但是真正能够获得商业化应用的却寥寥无几,主要是因为很少有材料能兼顾以上条件。例如,虽然金属氧化物、硫化物和氮化物等以转化反应为机理的材料具有较高的比容量,但是它们在嵌锂过程中平台电位高、极化严重、体积变化大、难以形成稳定的SEI且成本高等问题使之不能真正获得实际应用。
石墨正是因为较好地兼顾了上述条件,才得到了广泛的应用。此外,虽然Li4Ti5O12容量低且嵌锂电位高,但是它在充放电过程中结构稳定,允许高倍率充放电,因此在动力电池和大规模储能中也有一定的应用。