什么决定锂电池负极材料性能？
来源：宝鄂实业
2020-03-17 16:58
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是什么决定了锂电池正极材料的性能
锂电池负极数据、容量、寿命、安全性，是目前最关注的几个主要功能要求。
锂电池理论容量密度的上限主要取决于正极数据和负极数据的理论容量。数据的理论容量是如何产生的?
1. 理论数据容量
每摩尔的分子数据可以带来超过几个活跃的锂离子,所有锂离子的库仑费用除以数据的摩尔质量,库仑收取每单位质量轴承值,单位修改之后,也相当于单位质量相应的安数小时。
以碳数据为例:石墨中锂离子的存在形态为LiC6。6个C原子可以存储一个锂离子，它的摩尔质量是6*12=72g。1mol的LiC6会完全传递1mol电子的电荷。
每摩尔电子电荷:
(6.02×10^23)*(1.602176×10^ -19c) /3.6
= 9.645009/3.6 = 2.6792 * 10 ^ 4 mAh
与此同时:
6。02乘以10的23次方;
每个电子的电荷是1.602176×10^ -19c;
1mah = 3.6 C;
碳原子质量12;
单位质量石墨阴极储能功率:2.6792*10^4/ (12*6)=372.1 mAh/g。
这样，我们就了解了阴极材料的理论容量是如何推导出来的。材料的理论极限决定了锂电池的理论极限。我们将在实践中提供折扣。
从计算公式可知，电极数据的理论容量的决定因素是数据的分子质量和每个分子对应的活性锂离子的数量。
2. 负极数据的研究和应用
分子结构决定了原料装药能力的理论极限，原料的物理结构也影响着原料装药能力。
当时的负极数据类型一般分为碳数据、硅基及其复合数据、氮化物负极、锡数据、钛酸锂数据、合金数据等。在此期间，碳数据是主流，而大多数商用锂电池的输出价值是碳数据负极。
2.1碳材料
有很多种碳数据,如天然石墨负极,人造石墨负极,中间相碳微球(M C M B),软碳(如可口可乐)负电极,硬碳负电极,碳纳米管,石墨烯,碳纤维等,其中天然石墨负极和人造石墨负极被广泛使用。
石墨由于多种原因被广泛用作负极。
首先，它的电位很低，放电通道在0.01v到0.2v之间，使得电池作为一个整体只是获得了更高的输出电压。其次，石墨的层状结构使锂离子更容易在层间移动，防止它们变小。以及石墨层之间的范德华力，这样当石墨中含有锂离子时，变形就不会断裂。
最后，C元素在地球上的含量是巨大的，很容易直接获得，也很容易手工制作。
石墨阴极的缺点也很明显。与电解液发生化学反应生成SEI是一种简单易行的方法。细胞老化和热失控主要是由于SEI老化和稳定变化。这就确定了石墨负极锂电池寿命的上限。
石墨阳极
2.1.1天然石墨
天然石墨是自然界中碳的一种简单而直接的形式。它的基本层状结构适用于锂离子的插入和喷射。但其电解液作用简单，循环性差，一般不能直接用于商业用途，但经过改性后即可使用。
2.1.2人造石墨
宝石被认为是天然的，但人造石墨有天然石墨没有的功能。人造石墨是由容易石墨化的碳材料制成，并在高温下燃烧。它内部有一个很大的空隙，这给了它一个容纳锂离子的优势。人造石墨具有良好的圆度，能承受大电流的充放电试验。
2.1.3其他石墨材料
石墨化中间相碳微球、软碳、硬碳均由含碳量高的材料制成。
2.1.4碳数据的新前沿——碳纳米管和石墨烯
碳纳米管
碳纳米管的直径为纳米级，长度为微米级，通常在一段空管的两端闭合。优异的导电性和导热性。在工程中，得到了越来越广泛的应用。
