碳为负极的锂电池应用中存在哪些不足？
来源：宝鄂实业
2019-10-27 17:31
点击量：次
锂离子电池负极材料-钛酸锂、锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂正极材料，如2.4V或1.9V锂离子二次电池。此外，它还可以用作正极，与锂金属或锂合金负极形成1.5V锂二次电池。由于钛酸锂的高安全性,稳定性高,寿命长,绿色环保的特点,可以预见的是,钛酸锂材料2 - 3年后,将成为新一代锂离子电池阴极材料广泛应用于新能源汽车,电动摩托车,而且需要高安全性、高稳定性和应用领域很长一段时间。钛酸锂电池的工作电压为2.4v，最高电压为3.0v，充电电流大于2C。
商用锂离子电池的负极主要采用碳材料，但在以碳为负极的锂电池应用中仍存在一些不足:过充时容易析出锂离子，造成电池短路，影响锂电池的安全性能。2. SEI膜容易形成，导致充放电效率低，不可逆容量大。3.即碳材料的平台电压较低(接近金属锂)，容易引起电解液分解，带来安全隐患。4. 在锂离子包埋和剥离过程中，体积变化大，循环稳定性差。
与碳材料相比，尖晶石Li4Ti5O12(钛酸锂)具有明显的优势:是一种循环性能良好的零应变材料。2、放电电压稳定，且电解液不会被分解，提高锂电池的安全性能。3.与碳正极材料相比，钛酸锂具有较高的锂离子扩散系数(2*10-8cm2/s)，可以高速充放电。4. 钛酸锂的电势比纯锂金属电势大，且不容易产生锂枝晶，为锂电池的安全性提供了依据。
科技期刊在合肥新华社8月29日电(记者吴长丰)29日,我们听见从中国科技大学,这所学校教授马(马马马)组和清华大学南院士团队工作,准备性能比率可以与传统砂浆涂层阳极复合阳极相比,克服固体电极在电池电解液接触了瓶颈提供了新的思维方式。研究结果发表在《国际材料科学杂志》上。
当使用电子显微镜研究的钙钛矿结构固体电解质,研究人员发现,高性能电极材料的结构,丰富锂氧化物层,可以形成一个外延生长界面的钙钛矿结构,从而形成一个在原子尺度和足够的固相固相接触。进一步深入分析两者的外延界面，发现界面上每15个原子面会形成失配位错，释放累积的应变。这种机制导致这种外延界面的形成并不需要电极和电解质具有类似的晶格尺寸，而是可以广泛地发生在各种层状结构材料和钙钛矿结构材料之间。
研究结果应用于实际材料制备。制备了具有原子界面的电极-电解质复合正极材料，并对其性能进行了表征。结果表明，该方法制备的固-固复合电极中活性物质与电解质的结合接近固-液接触，其比例性能不低于传统浆液包覆工艺制备的固-液复合电极。
该方法为解决固态电池中电极与电解质接触不良的瓶颈问题提供了新的思路。
