锂离子电池负极材料呈现出多样性能的特点

The negative material of lithium battery pack mainly affects the first efficiency and cycle performance of lithium battery. The performance of negative material also directly affects the performance of lithium battery. The negative material accounts for about 5-15% of the total cost of lithium battery. The types of anode materials include carbon negative and non-carbon negative. From a technical point of view, the future lithium ion battery anode materials will show a variety of characteristics.

 

 

 

 

 

Who is more powerful than the four negative materials?

 

 

 

 

 

Graphite for Controlling "Home Field"

 

 

 

 

 

At present, natural graphite and artificial graphite are the main anode materials, which have their own advantages and disadvantages. Natural graphite has high capacity, simple process and low price, but poor liquid absorption and circulation performance.

 

 

 

 

 

Artificial graphite process is more complex and expensive, but its cycle and safety performance are better. Through various means of technological improvement, these two graphite anode materials can'enhance their strengths and avoid their weaknesses', but at present, artificial graphite has a certain advantage in power batteries.

 

 

 

 

 

Monopoly graphene

 

 

 

 

 

Graphene is a two-dimensional crystal consisting of carbon atoms with only one layer of atomic thickness. It has been widely praised by scientists for its thin texture, high hardness and fast electron movement. It is also known as "the king of new materials".

 

 

 

 

 

In the industry, doubts about graphene as a negative material are also growing. If graphene is used as a lithium anode material, it needs an independent upstream and downstream industrial chain, expensive prices and complex processes. Nevertheless, there are still some enterprises in China to move forward, and well-known enterprises have begun to lay out the graphene industry.

 

 

 

 

 

Stable mesophase carbon microspheres

 

 

 

 

 

Mesophase carbon microspheres are typical soft carbon with high degree of graphitization, stable structure and excellent electrochemical properties. Mesophase carbon microspheres are superior to natural graphite and artificial graphite in rate performance, and have obvious advantages in aeromodelling and power tools. In addition, its thermal stability and chemical stability determine that it is not easy to occur chemical reactions, and the use of lithium battery packs enhances the safety assurance. However, the production cost is high, the process is complex and easy to be replaced, so the production and marketing of mesophase carbon microspheres has been in a stable position, not too much development.

 

 

 

 

 

New World Silicon Carbon Composites

 

 

 

 

 

The theoretical capacity ratio of silicon cathode material is more than 4200 mAh/g, which is much higher than that of graphite cathode material (372 mAh/g). However, there are natural defects in silicon anode materials, that is, lithium embedded in silicon cells will lead to serious expansion of silicon materials, resulting in a rapid decline in capacity. In order to overcome these shortcomings of silicon anode materials, scientists combined silicon anode and graphite materials, resulting in silicon-carbon composite materials, which is known as the "new continent of lithium electronegative materials". However, the way of using silicon-carbon composite materials to improve the energy density of batteries has been recognized as one of the directions in the industry.

 

 

 

 

 

Four kinds of anode materials have their own merits. However, as far as the current market of negative materials is concerned, the future development of graphene is uncertain. In recent years, artificial graphite, which has been in the forefront of consumption, is also facing the challenge of high-performance silicon-carbon composites. Tesla, the world's leader in the new energy automotive market, is bound to set off a wave of silicon-carbon composites. However, mesophase carbon microspheres, which have been in a stable position, will not produce much fluctuation in the future.

 

 

 

 

 

Well, the four kinds of negative materials do not want to win or lose at all, because they have their own advantages in performance, the future lithium battery pack negative material market or will be reshuffled.

 

 

 

With the progress of science and technology, lithium battery pack anode materials show a variety of characteristics. At present, the anode materials for lithium battery packs have developed from single artificial graphite to natural graphite, mesophase carbon microspheres, artificial graphite, soft carbon/hard carbon, amorphous carbon, lithium titanate, silicon-carbon alloy and other negative materials.

 

 

 

 

 

The negative electrode of lithium ion batteries is made of carbon or non-carbon materials, adhesives and additives, which are mixed with the active material of the negative electrode and are evenly coated on both sides of the copper foil, and then dried and rolled. Anode material is the main body of lithium storage in lithium-ion batteries, which makes lithium ions embedded and removed during charging and discharging.

 

 

 

 

 

The negative material of lithium battery pack mainly affects the first efficiency and cycle performance of lithium battery. The performance of negative material also directly affects the performance of lithium battery. The negative material accounts for about 5-15% of the total cost of lithium battery. The types of anode materials include carbon negative and non-carbon negative. From a technical point of view, the future lithium ion battery anode materials will show a variety of characteristics.リチウム電池の負極材料は主にリチウム電池の初回効率、循環性能などに影響します。負極材料の性能も直接にリチウム電池の性能に影響します。負極材料はリチウム電池の総コストの5～15%ぐらいを占めます。負極材料の種類には、炭素系負極、非炭素性負極が含まれています。技術的な観点から，将来のリチウムイオン電池の負極材料は多様性の特徴を示すだろう。

 

 

 

 

 

四つのマイナス材料を比べたら、誰がもっと強いですか？

 

 

 

 

 

「ホームフィールド」を制御するグラファイト

 

 

 

 

 

現在負極材料は主に天然黒鉛と人工黒鉛を主としており、この二つの黒鉛にはそれぞれ優劣がある。天然グラファイトグラムの容量が高く、プロセスが簡単で、価格も安いですが、吸液と循環性能が悪いです。

 

 

 

 

 

人工黒鉛プロセスは複雑で、価格は高いですが、循環と安全性がいいです。この2つのグラファイト負極材料は様々な手段の技術的改良によって「長短回避」が可能であるが、現在のところ、グラファイトは動力電池において一定の優位性を占めている。

 

 

 

 

 

一方を独占するグラフェン

 

 

 

 

 

グラフェンは炭素原子で構成されている原子層だけの二次元結晶で、テクスチャが薄く、硬度が高く、電子移動速度が速く、科学者に広く評価され、「新材料の王」と称されています。

 

 

 

 

 

業界内では、グラフェンがマイナス材料として使われていることについての疑問も絶えず発酵していますが、もしグラフェンをリチウム電気負極材料として使うならば、独立した上流下流産業チェーン、高価な価格、複雑な工芸が必要です。業を営む

 

 

 

 

 

性能が安定している中間相炭素ミクロス

 

 

 

 

 

中間相の炭素ミクロスフェアは，典型的な軟炭であり，グラファイト化の程度が高く，構造が安定で，電気化学の性能が優れている高度に秩序化した層堆積構造を有している。中間相の炭素ミクロスフェアは倍率性能の上で天然黒鉛と人工黒鉛を高くして、航型、動力の工具の上で使って明らかな優位を持ちます。さらに，その熱安定性と化学安定性は，リチウム電池パックに使うと化学反応が起こりにくくなり，安全性が向上します。しかし、製造コストが高く、複雑で代替されやすいので、中間相の炭素ミクロスボールの生産販売はずっと安定した地位にあり、多すぎる発展がなされていません。

 

 

 

 

 

「新大陸」シリコン複合材料

 

 

 

 

 

シリコン負極材料の理論容量は4200 mAh/g以上に達し，黒鉛系負極（372 mAh/g）よりも遥かに高い。しかし、シリコン負極材料は天然の欠陥、すなわちリチウムがシリコンの単位胞内に埋め込まれ、シリコン材料の深刻な膨張を招き、容量が急速に低下し、シリコン負極材料のこれらの欠点を克服するために、科学者はシリコン負極とグラファイト材料を結合し、シリコン炭素複合材料はこれによって生み出され、「リチウム」と呼ばれています。マイナス材料の新大陸」。しかし、現在はシリコン炭素複合材料を使って電池のエネルギー密度を高める方式が業界公認の方向の一つです。

 

 

 

 

 

四つのマイナス材料はそれぞれ長所がありますが。しかし，現在の負極材料市場から見ると，グラフェンの将来の発展は予測できない。これまで消費トップだった人工黒鉛も、高性能のシリコンカーボン複合材料の挑戦に直面しており、世界の新エネルギー自動車市場のリーダーであるテスラがシリコン炭素複合材料の使用に対して、シリコン炭素複合材料のブームを巻き起こすに違いない。常に安定した位置にある中間相の炭素微小球は、未来に大きな変動を生じない。

 

 

 

 

 

はい、四つの負極材料は根本的に勝負したくないです。彼らは性能においてそれぞれ優れています。未来のリチウム電池は負極材料の市場を包んで、またシャッフルします。

 

 

 

科学技術の進歩に伴い、リチウム電池の負極材料は多様性を示す。現在、リチウム電池の負極材料は単一の人工黒鉛から天然黒鉛、中間相炭素ミクロスフェア、人工黒鉛を主とし、軟炭/硬炭素、非晶質炭素、チタン酸リチウム、シリコン炭素合金など多くの負極材料が共存する局面に発展しました。

 

 

 

 

 

リチウムイオン電池の負極は、負極活性物質の炭素材料または非炭素材料、接着剤と添加剤を混合してペースト状の接着剤を作って、銅箔の両側に均一に塗布し、乾燥、圧延によって形成されます。負極材料はリチウムイオン電池のリチウム貯蔵の主体であり、リチウムイオンを充放電中に埋め込んで脱出させる。

 

 

 

 

 

リチウム電池の負極材料は主にリチウム電池の初回効率、循環性能などに影響します。負極材料の性能も直接にリチウム電池の性能に影響します。負極材料はリチウム電池の総コストの5～15%ぐらいを占めます。負極材料の種類には、炭素系負極、非炭素性負極が含まれています。技術的な観点から，将来のリチウムイオン電池の負極材料は多様性の特徴を示すだろう。鋰電池包負極資料主要影響鋰電池的首次效率、迴圈效能等，負極資料的效能也直接影響鋰電池的效能，負極資料占鋰電池總成本5~15%左右。負極資料種類上，包括碳系負極、非碳性負極。從科技角度來看，未來鋰離子電池負極資料將會呈現出多樣性的特點。

 

 

 

 

 

四種負極資料對比，誰更厲害？

 

 

 

 

 

控制“主場”的石墨

 

 

 

 

 

現時負極資料主要以天然石墨和人造石墨為主，這兩種石墨各有優劣。天然石墨克容量較高、工藝簡單、價格便宜，但吸液及迴圈效能差一些；

 

 

 

 

 

人造石墨工藝複雜些、價格貴些，但迴圈及安全性能較好。通過各種手段的科技改進，這兩種石墨負極資料都可以‘揚長避短’，但就目前來看，人造石墨用於動力電池上佔據一定的優勢。

 

 

 

 

 

獨佔一方的石墨烯

 

 

 

 

 

石墨烯是由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體，因為質地薄、硬度大且電子移動速度快而被科學家廣泛推崇，並冠以“新材料之王”的美譽。

 

 

 

 

 

行業內關於石墨烯用作負極資料的質疑也在不斷發酵，如果將石墨烯用作鋰電負極資料的話，需要獨立的上下游產業鏈、昂貴的價格還有複雜的工藝，儘管如此，國內依然有一些企業砥礪前行，知名企業已經開始佈局石墨烯產業。

 

 

 

 

 

性能穩定的中間相碳微球

 

 

 

 

 

中間相碳微球具有高度有序的層面堆積結構，是典型的軟碳，石墨化程度較高，結構穩定，電化學性能優异。中間相碳微球在倍率效能上高出天然石墨和人工石墨，用在航模、動力工具上具有明顯的優勢。此外，它的熱穩定性和化學穩定性决定了它不易發生化學反應，使用在鋰電池包上加大了安全保證。但是其製作成本高，工藝複雜且容易被替代，囙此中間相碳微球產銷一直處於穩定地位，沒有被過多的發展。

 

 

 

 

 

“新大陸”矽碳複合材料

 

 

 

 

 

矽負極資料理論容量比達到4200mAh/g以上，遠高於石墨類負極（372mAh/g）。但矽負極資料卻存在天然的缺陷，即鋰嵌入到矽的晶胞內，會導致矽材料發生嚴重的膨脹，造成容量迅速下降，為了克服矽負極資料的這些缺點，科學家將矽負極和石墨資料結合在一起，矽碳複合資料由此而生，並被稱為“鋰電負極資料的新大陸”。但現在用矽碳複合材料來提升電池能量密度的管道已是業界公認的方向之一。

 

 

 

 

 

四種負極資料雖各有千秋。但就現時的負極資料市場看來，石墨烯未來的發展捉摸不定。而近年來一直處於消費首位的人工石墨，也面臨著高性能的矽碳複合材料的挑戰，世界新能源汽車市場的領頭者特斯拉對矽碳複合材料的使用，必定會掀起一陣矽碳複合材料的熱潮。而一直處於穩定地位的中間相碳微球，未來則不會產生太大的波動。

 

 

 

 

 

好啦，四種負極資料壓根就別想分出勝負，因為他們在效能上各有優勢，未來鋰電池包負極資料市場或將重新洗牌。

 

 

 

隨著科學技術的進步，鋰電池包負極資料呈現出多樣性的特點。現時鋰電池包負極資料已經從單一的人造石墨發展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主，軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、矽碳合金等多種負極資料共存的局面。

 

 

 

 

 

鋰離子電池的負極是由負極活性物質碳資料或非碳資料、粘合劑和添加劑混合製成糊狀膠合劑均勻塗抹在銅箔兩側，經乾燥、滾壓而成。負極資料是鋰離子電池儲存鋰的主體，使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。

 

 

 

 

 

鋰電池包負極資料主要影響鋰電池的首次效率、迴圈效能等，負極資料的效能也直接影響鋰電池的效能，負極資料占鋰電池總成本5~15%左右。負極資料種類上，包括碳系負極、非碳性負極。從科技角度來看，未來鋰離子電池負極資料將會呈現出多樣性的特點。리튬 배터리 패키튬은 리튬 배터리의 첫 효율, 순환성 등에 영향을 미친다. 음극재의 성능도 리튬 배터리의 성능에 직접적으로 영향을 미치고, 음극재료는 리튬 배터리 총 원가 5 ~15% 정도이다.음극재 종류에는 탄소계 음극과 비탄소성 음극을 포함한다.기술적 측면에서 미래리튬 이온전지 부극재는 다양성을 나타낸다.

 

 

 

 

 

네 가지 음극 재료의 대비는 누가 더 대단한가?

 

 

 

 

 

"홈"의 흑연을 제어하다.

 

 

 

 

 

현재 음극 재료는 주로 천연 석묵과 인조 석묵을 위주로 하고 있으며 이 두 종류의 석묵은 각각 우열을 가지고 있다.천연 석묵그램 용량이 비교적 높고, 공예가 간단하고 가격은 저렴하지만, 흡수와 순환 성능이 좀 떨어진다.

 

 

 

 

 

인조 석묵 공예는 복잡하고 가격이 좀 비싸지만 순환 및 안전성이 비교적 좋다.각종 수단의 기술 개선을 통해 이 두 종류의 흑연의 음극 재료는 ‘ 양장피단 ’ 을 할 수 있지만, 현재 인조 석묵은 동력전지에서 어느 정도 우위를 차지하고 있다.

 

 

 

 

 

한쪽을 차지하는 비닐

 

 

 

 

 

메틸렌은 탄소 원자로 구성된 원자 두께의 2차원 결정체이다. 바탕이 얇고 경도가 높고 전자 이동속도가 빠르고 과학자들에게 광범위하게 추앙되고, 신재료의 왕이라는 미평을 받았다.

 

 

 

 

 

업계 내 에메틸렌은 음극 재료로 쓰이는 의문도 끊임없이 발효되고 있다. 리튬 마이올렌을 음극 재료로 사용하면 독립적인 상하위위위위위위위위산업 사슬, 비싼 가격과 복잡한 공예가 필요하다. 그럼에도 불구하고 국내 일부 기업들이 연마전행으로 알려진 기업들은 이미 부국 석묵 산업을 시작한다.

 

 

 

 

 

성능 안정 중간 카본 마이크로볼

 

 

 

 

 

중간 상탄소 마이크로볼은 고도의 순서를 갖추고 있는 층면 퇴적 구조로 전형적인 연탄소, 석묵화 정도가 높고 구조가 안정되고, 전기 화학 성능이 우수하다.중간 상탄소 마이크로볼은 배율 성능에서 천연 석묵과 인공 석묵을 높여 항공모형, 동력 공구에 뚜렷한 장점을 가지고 있다.이 밖에 열안정성과 화학안정성은 화학 반응 발생이 쉽지 않기 때문에 리튬 배터리 가방에 안전보장 보장을 강화하기로 결정했다.하지만 제작비용은 높고 공예가 복잡하고 대체되기 쉽기 때문에 중간상 탄소 소구의 생산은 줄곧 안정된 지위에 처해 있지만, 과다한 발전은 없다.

 

 

 

 

 

신대륙 규소탄소 복합재료

 

 

 

 

 

실리콘 부극재 이론 용량은 4200mAh /g 이상으로 석묵류 부극보다 훨씬 높다.그러나 실리콘의 부극재는 천연적 결함이 존재하고, 리튬이 실리튬에 포함된 정포에는 실리콘 소재가 심각한 팽창으로 발생하게 돼 용량이 급격하게 떨어지고 실리콘 부극재를 극복하기 위한 이러한 단점을 과학자들은 실리콘과 석묵재료를 결합시켜 실리콘 탄소 복합재료를 이룬 것으로 알려져 있다.하지만 현재 실리콘탄소 복합재료로 배터리 에너지 밀도를 높이는 방식은 업계 공인 방향 중 하나다.

 

 

 

 

 

네 가지 음극 재료는 각기 천추에 있다.그러나 현재 음극재 시장이 보기에 석묵은 미래의 발전을 모색할 수 없다.최근 몇 년 동안 소비 1위였던 인공 석묵, 고성능 규탄소 복합재료에 직면하는 도전, 세계 신에너지 자동차 시장의 선두자 테슬라가 실리카탄소 복합재료에 대한 사용으로 실리콘 복합재료의 열풍을 일으킬 수 있다.안정적인 위치를 유지하고 있는 가운데 탄소 마이크로볼은 미래에 큰 파동이 생기지 않는다.

 

 

 

 

 

자, 4가지 음극 재료가 뿌리를 내리면 승부를 가리지 말고 성능적으로 우세하고, 미래 리튬 배터리 패키지 시장이나 재개할 계획이다.

 

 

 

과학기술의 진보에 따라 리튬 배터리 패극재는 다양성을 나타낸다.현재 배터리 패키지 패키지는 이미 단일 인조 석묵에서 천연 석묵, 중간 카본, 인조 석묵 위주로 발전되고 있으며, 소프트카본 /무정형 탄소, 타이타늄 리튬, 실리콘 탄소 합금 등 다양한 부극재로 공존하는 국면이다.

 

 

 

 

 

리튬이온전지의 부극은 음극활성 물질 탄소 소재나 비탄소 소재, 점합제와 첨가제를 섞어 알로이 동박 양측에 고루 바르고 건조하고 롤러를 사용하여 만든다.음극 재료는 리튬 이온전지에 저장된 주체로 리튬 이온을 방전 과정에서 새겨넣거나 탈출된다.

 

 

 

 

 

리튬 배터리 패키튬은 리튬 배터리의 첫 효율, 순환성 등에 영향을 미친다. 음극재의 성능도 리튬 배터리의 성능에 직접적으로 영향을 미치고, 음극재료는 리튬 배터리 총 원가 5 ~15% 정도이다.음극재 종류에는 탄소계 음극과 비탄소성 음극을 포함한다.기술적 측면에서 미래리튬 이온전지 부극재는 다양성을 나타낸다.