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石墨負(fù)極的發(fā)展?
jcshimo   |   2023-09-16 14:56:04

       石墨是碳的一種同素異形體,為灰黑色、不透明固體,化學(xué)性質(zhì)安穩(wěn),耐腐蝕,同酸、堿等藥劑不易發(fā)生反應(yīng)。天然石墨來自石墨礦產(chǎn),也能夠以石油焦、瀝青焦等為質(zhì)料,通過一系列工序處理而制成人造石墨。
石墨負(fù)極已獲得的發(fā)展
1.人工石墨的組成技能
    高功用LIB基本上使用天然石墨和組成石墨構(gòu)成的混合物。通過球化處理均化粒徑和形態(tài),然后前進(jìn)堆積密度和容量。改動(dòng)粒子堆積方向促進(jìn)鋰離子分散動(dòng)力學(xué),外表修飾碳涂層以削減外表積并削減還原性電解質(zhì)的分化并進(jìn)一步抑制溶劑的共嵌入來改善庫倫功率。跟著LIB重要性的前進(jìn),對(duì)天然石墨和組成石墨的需求都將進(jìn)一步增加。
2.水溶性粘結(jié)劑的前進(jìn)
    如今,雞西石墨負(fù)極的工業(yè)制備中使用了水溶性粘合劑,在本錢和可持續(xù)性方面供給了實(shí)質(zhì)性的優(yōu)勢。在這方面,它的首要優(yōu)勢之一是其對(duì)水的化學(xué)安穩(wěn)性,這引發(fā)了人們的廣泛努力,尋覓代替的聚合物粘合劑來代替相對(duì)寶貴的PVDF以及有害的和致畸的NMP。丁苯橡膠(SBR)與羧甲基纖維素鈉(CMC),聚丙烯酸(PAA)或明膠的組合是有潛力的代替品。特別是CMC不只增加了結(jié)合功用,并且使疏水性安穩(wěn)懸浮液得以實(shí)現(xiàn)。因?yàn)轸然褪獗砩系牧u基之間的配位相互作用,水中的石墨顆粒變得十分多。當(dāng)增加了SBR時(shí)不只能夠下降電極加工的本錢,并且增加了LIB的環(huán)境友好性,一起在下降的初始容量損失和安穩(wěn)的SEI方面表現(xiàn)出有利的電化學(xué)特性。
3.硅碳負(fù)極的開發(fā)
    工業(yè)上Z新發(fā)展是以化學(xué)計(jì)量比的方式向石墨負(fù)極中增加一定的納米級(jí)SiOX能夠極大的前進(jìn)電極容量并堅(jiān)持結(jié)構(gòu)安穩(wěn)性。比較于單質(zhì)Si,SiOX特別是無定形納米級(jí)顆粒在體積維持上顯示出更小的體積改變,構(gòu)成的硅酸鹽利于電極安穩(wěn)一起發(fā)明更多的界面離域鋰離子分散。
考慮到這些要素,向石墨復(fù)合電極引入Si元素的的首要戰(zhàn)略是:
   (1)規(guī)劃納米結(jié)構(gòu),包括引入次級(jí)碳相,以改善電化學(xué)功用并緩沖體積改變;
   (2)開發(fā)與工業(yè)相關(guān)的預(yù)鋰化技能以處理低庫倫功率的問題;
   (3)開發(fā)和優(yōu)化其他電池組件(如粘合劑和電解質(zhì)成分),以前進(jìn)電極的機(jī)械功用和安穩(wěn)電極/電解質(zhì)界面為目標(biāo);
   (4)納米級(jí)無定形硅的工業(yè)廉價(jià)組成。



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