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关于当前锂离子电池负极材料的特点和发展方向

随着全球多元化的发展,我们的生活也在不断变化,包括我们接触到的各种电子产品。

然后,您一定不知道这些产品的某些组件,例如锂离子电池负极材料。

随着诸如煤炭,石油和天然气等不可再生能源的枯竭,以及由其燃烧引起的环境污染,能源和环境已成为影响当今世界可持续发展的两个主要问题。

为了解决这两个问题,迫切需要开发新的可再生绿色能源来替代传统的化石燃料。

锂离子电池作为新一代的储能设备,具有能量密度高,工作电压高,循环寿命长,环境污染小,无记忆效应等优点。

它是目前最有前途的储能设备之一。

[1]作为锂离子电池的核心组件,电极材料决定了锂离子电池的性能,负极材料在锂离子电池中起着至关重要的作用。

因此,近年来负极材料的研究成为热点。

锂电池负极材料的全球销售量约为10万吨,主要销往中国和日本。

根据当前新能源汽车的增长趋势,对阳极材料的需求将继续增长。

目前,世界上锂电池负极材料仍以天然/人造石墨为主,而新的负极材料如中碳微球(MCMB),钛酸锂,硅基负极,HC / SC和锂金属则以也迅速增长。

负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一。

目前用于商业锂离子电池的负极材料主要包括:①石墨碳材料,分为天然石墨和人造石墨; ②无序碳材料,包括硬碳和软碳; ③钛酸锂材料; ④硅基材料,主要分为碳包覆氧化硅复合材料,纳米硅碳复合材料和非晶硅合金。

随着经济和技术的飞速发展,电子产品的普及已达到历史最高水平。

作为重要的应用领域之一,电动汽车的发展促进了电池性能的提高,但也对电池提出了更高的要求,包括增加能量密度和延长循环寿命。

当前对阳极材料的研究集中于新型碳材料,硅基材料,锡基材料及其氧化物阳极材料。

锂离子在负极矩阵中的插入氧化还原电势尽可能低,接近金属锂的电势,因此电池的输入电压高;基质中的大量锂可以可逆地插入和脱嵌以获得高容量;在脱嵌过程中,负极的主要结构保持不变或很少变化。

随着锂的插入和去除,氧化还原电势的变化应尽可能小,以使电池电压不会显着变化,并且可以保持稳定的充电和放电。

与传统碳材料相比,新型碳材料目前在商业上已广泛用作锂离子电池的常规碳材料,但其理论容量较低,越来越无法满足锂离子电池的发展需求。

新型碳材料,例如碳纳米管,石墨烯等,由于其特殊的一维和二维柔性结构,出色的导热性和导电性,在锂离子电池应用中具有巨大的潜力。

石墨具有许多优良的性能,因此广泛用于冶金,机械,电气,化工,纺织,国防和其他工业部门,例如石墨模具,石墨电极,石墨耐火材料,石墨润滑材料,石墨密封材料等。

我国是世界上石墨储量最丰富的国家,也是最大的生产国和出口国。

它在世界石墨行业中占有重要地位。

根据国土资源部的统计,我国有结晶石墨储量3085万吨,基础储量5280万吨。

隐晶石墨储量为1358万吨,基本储量为2371万吨。

中国的石墨储量占世界的70%以上。

石墨是目前锂离子电池最常用的负极材料。

由于石墨的层状结构,锂离子只能相互作用