低溫18650 3500
無磁低溫18650 2200
過針刺低溫18650 2200
低溫磷酸3.2V 20Ah
21年專注鋰電池定制

鋰電池正極材料的發展方向

鉅大LARGE  |  點擊量:108次  |  2023年11月13日  

摘要
鋰電池正極材料1)鈦酸鋰尖晶石型鈦酸鋰被認為是一種具有以下優點的陰極材料:1)脫鋰前后鈦酸鋰幾乎零應變;2)嵌入鋰具有高電位(1.55v),避免產生鋰枝晶&r

鋰離子電池正極材料


1)鈦酸鋰


尖晶石型鈦酸鋰被認為是一種具有以下優點的陰極材料:


1)脫鋰前后鈦酸鋰幾乎零應變;

便攜式激光蝕刻機
智能鋰電池,UART通訊

標稱電壓:21.8V
標稱容量:15mAh
電池尺寸:51×80×236mm
應用領域:便攜式激光設備、蝕刻機、打標機

2)嵌入鋰具有高電位(1.55v),防止出現鋰枝晶,安全性高;


3)具有非常平坦的電壓平臺;


4)化學擴散系數高,庫侖效率高。


鈦酸鋰的許多優點決定了它具有優異的循環性能和較高的安全性,但其電導率不高,大電流充放電衰減的能力嚴重,通常采用表面改性或摻雜來提高其電導率。


(2)硅基材料

無磁低溫18650 2200mAh
-40℃ 0.5C放電容量≥70%

充電溫度:0~45℃
放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

作為理想的鋰離子電池正極材料,硅具有以下優點:硅可以與鋰形成Li4.4Si合金,鋰的理論存儲容量高達4200mAh/g(比石墨容量的10倍以上);硅的嵌入鋰電勢(0.5v)略高于石墨,因此充電時很難形成鋰枝晶。硅與電解質的反應活性較低,不會發生有機溶劑共包埋。


碳納米管


碳納米管是一種石墨化結構的碳材料,具有良好的導電性。同時,由于脫鋰時深度小,行程短,作為負極材料,在大倍率充放電時極化效應小,可以提高鋰離子電池大倍率充放電性能。但當碳納米管直接用于鋰離子電池正極材料時,會出現不可逆容量大、電壓滯后、放電平臺不明顯等問題。


碳納米材料(碳納米管和石墨烯)具有比表面積、高導電性和化學穩定性等優點,在新型鋰離子電池中具有潛在的應用前景。


(4)軟碳


軟碳,可在高溫(>-2500℃)下石墨化的非晶碳。軟碳材料的突出優點是可逆比容量高,一般大于300mAh/g,與有機溶劑的相容性更好,所以鋰離子電池循環穩定性好,更適合高電流密度的鋰離子電池充放電。軟碳是指能在2500℃以上高溫下石墨化的非晶碳。


硅烯作為鋰離子電池正極材料的優點


硅烯是一種通過分子束外延和固相反應制備的多孔層狀硅材料。由于硅烯中硅原子間的鍵長遠大于石墨烯中碳原子間的鍵長,所以硅烯中原子的排列具有扭曲的排列結構。


與傳統鉆石結構的硅材料相比,硅賓的層間耦合效應是范德華力,為鋰離子供應空間之間插入層,確保結構的硅賓不是毀在充電和放電過程中,從而防止問題的電極在充放電過程中體積膨脹的傳統硅電極材料。硅烯陽極材料的穩定性和循環次數可大大提高。與石墨相比,多層硅烯的晶格常數更大,其理論容量可達到石墨的三倍左右。


另外,固相法制備的硅烯中的硅原子和鈣原子交替排列成形成層狀結構,通過局部化學插層去除鈣原子,得到無襯底的硅烯。該方法制備的硅烯作為鋰離子電池的負極,具有硅基材料容量大、石墨材料循環特性好等優點,已成為極具潛力的鋰離子電池負極材料。


隨著先進材料和全電動汽車的發展,鋰離子電池的能量密度也在不斷新增。硅具有良好的比容量,是理想的陰極材料。


結論:近年來,鋰離子電池正極材料正朝著高比容量、長循環壽命、低成本的方向發展。隨著鋰離子電池應用場景和市場的不斷擴大,未來鋰離子電池作為儲能電池的市場應用前景將更加廣闊。


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