鋰離子電池負(fù)極材料改性

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1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃鋰離子電池負(fù)極材料改性　　鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展　　摘要：鋰離子電池作為一種電源應(yīng)用很廣泛，但是在應(yīng)用中存在一些不足，選取電化學(xué)性能良好的正負(fù)極材料是提高和改善鋰離子電池電化學(xué)性能最重要的因素。簡單介紹鋰離子電池的電化學(xué)反應(yīng)原理和從新型碳材料、硅基負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料三方面鋰離子電池的研究狀況，并展望了鋰離子電池負(fù)極材料的發(fā)展趨勢?！　￡P(guān)鍵詞：鋰離子電池；負(fù)極材料；研究現(xiàn)狀　　0引言　　目前全球

2、最具潛力的可充電電池是鋰離子電池。用碳負(fù)極材料的商品化的鋰離子電池可逆比容量已達(dá)350mA?h/g，快接近理論比容量372mA?h/g[1]。隨著全球化的加快，科技日新月異，電子產(chǎn)品日益普及，發(fā)展中的電動汽車等對電池能源提出了更高的要求，其中主要包括能量密度、使用壽命等[2]。開發(fā)新型、廉價的負(fù)極材料是鋰離子電池研究的熱點(diǎn)課題之一。就目前而言，主要有新型碳材料、錫基材料、硅基材料等，本文研究了這些新型負(fù)極材料的研究現(xiàn)狀及未來的發(fā)展方向?！　?鋰離子電池的電化學(xué)反應(yīng)原理目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并

3、感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　鋰離子電池是指用鋰離子嵌入化合物作為正負(fù)極的二次電池.鋰離子電池的正極材料必須有能夠接納鋰離子的位置和擴(kuò)散路徑,目前應(yīng)用性能較好的正極材料是具有高插入電位的層狀結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物和鋰的化合物,如LixCoO2,LixNiO2以及尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4等,這些正極材料的插鋰電位都可以達(dá)到4V以上(+/Li)[3].負(fù)

4、極材料一般用鋰碳層間化合物L(fēng)ixC6,其電解質(zhì)一般采用溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等的有機(jī)溶液?！　′囯x子電池實際上是一個鋰離子濃差電池,正負(fù)電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構(gòu)成.充電時,Li+從正極脫嵌經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,此時負(fù)極處于富鋰態(tài),正極處于貧鋰態(tài);放電時則相反,Li+從負(fù)極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入正極,正極處于富鋰態(tài),負(fù)極處于貧鋰態(tài).鋰離子電池的工作電壓與構(gòu)成電極的鋰離子嵌入化合物本身及鋰離子的濃度有關(guān)[3]?！　?新型碳材料　　在新型碳負(fù)極方面，未來的發(fā)展將主要集中在高功率石墨類負(fù)極及非石墨類高容

5、量碳負(fù)極，以滿足未來動力和高能電池的需求。新型碳材料：如碳納米管　　(CNT)　　石墨烯，由于具有特殊的一維和二維柔性結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電特性，因此在鋰離子電池應(yīng)用中具有巨大的潛力[4]?！　√技{米材料目的-通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　碳納米材料主要包括碳納米管和碳材料的納米摻雜。在碳材料中摻雜納米狀態(tài)的

6、硅原子是最典型的碳材料納米摻雜，Si嵌入鋰時形成的理論容量高達(dá)4200mA·h/g。自從1991年人們發(fā)現(xiàn)碳納米管后，其特有的納米性能受到廣泛地關(guān)注。它是一種單層或多層納米級管狀材料，主要由C-C共價鍵結(jié)合而成的碳六邊形組成。具有較高的硬度、強(qiáng)度、韌性及導(dǎo)電性能。根據(jù)壁的多少碳納米管可分為單壁和多壁碳納米管。作為高貯鋰量的碳負(fù)極材料之一，碳納米管難以直接用作鋰離子電池的負(fù)極材料。因為碳納米管作為電極材料存在首次效率較低、無放電平臺、循環(huán)性能較差、電壓滯后等缺陷[5]。　　總之，碳納米管作為負(fù)極材料顯示出獨(dú)特的性能

7、。碳納米管可以制成薄膜，很明顯其作為微型電池的負(fù)極材料潛力很大。此外碳納米管的結(jié)構(gòu)與插鋰機(jī)理之間的關(guān)系有待進(jìn)一步深入研究[6]?！　∈┠康?通過該培訓(xùn)員工可對保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場安保新項目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個人素質(zhì)的培訓(xùn)計劃　　石墨和碳微球是傳統(tǒng)的鋰離子電池負(fù)極碳材料，被人們最早研究并且商品化，石墨烯是現(xiàn)在碳質(zhì)負(fù)極材料研究的熱點(diǎn)之一。它是由單層碳原子緊密堆積成二維

8、蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的一種碳質(zhì)新材料，穩(wěn)定的苯六元環(huán)是其基本結(jié)構(gòu)單元，電化學(xué)測試結(jié)果表明：石墨烯的電化學(xué)性能與其結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，這主要是它的片層排列方式和層結(jié)構(gòu)所決定。石墨烯之所以具有優(yōu)異的儲鋰性能和倍率性能是因為層邊緣和缺陷為鋰離子提供了足夠的存儲空間。與石墨相比，有較高的可逆儲鋰容量；減少層數(shù)有利于獲得更高的可逆容量；石墨烯具有超大比表面積[7]。研究發(fā)現(xiàn)：石墨烯片層的兩側(cè)均