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常见的负极材料有石墨、硬碳、锂合金、硅负极材料、金属材料、纳米纤维材料等。
一、石墨
天然石墨由于结晶度高、纵向导电性优异、容易扩散锂离子等优点,一度被广泛使用。
二、硬碳
硬碳在锂离子电池中作为关键的电极材料,在充放电过程中实现锂离子的快速嵌入和脱嵌,其在高能量兼高功率的储能应用中展示出广阔前景。
三、锂合金
合金材料多为锂合金,可以实现锂离子嵌入和脱出。相比于碳材料,锂合金材料具有更高的比容量,也能够实现较大电流充放电。
四、硅负极材料
硅负极材料是一种比较新型的负极材料,近年来越来越受到研究人员的关注。相比于针对锂离子电池优化储能的碳材料,硅材料在材料特性上有所不同,具有高的容量及理论电化学容量优势,在某些应用场景下具备巨大的优势。
五、金属材料
金属材料也是一种较为常见的负极材料。这类材料通常由铝、锌等金属以及其氧化物组成,具有较高的比容量和反应速度,在一些消费电子选型中也是首选之一。
六、纳米纤维材料
纳米纤维材料往往由纳米纤维或纳米管等构成,具备大的比表面积和优良的透气性能等独特特性,与其他负极材料相比是颇有优势的。同时,纳米纤维还具有优异的导电性能,使其可以实现久化稳定的放电及循环性能。
导电剂品名粒径(D50nm)纤维长度(μm)比表面积(m2/g)电导率(S·m-1)生产商代理商备 注导电碳黑350G40770TIMCAL上海汇普SP-Li4062TIMCAL上海汇普导电石墨KS63.4μm20TIMCAL上海汇普导电石墨SFG63.5μm17TIMCAL上海汇普碳纳米管CNT55-204001*10-4Ω·cm德方纳米德方纳米VGCF15010-2013-201*10-4Ω·cm昭和电工2、常用锂离子电池导电剂的特性:A、导电碳黑的特点是粒径小,比表面积特别大,导电性特别好,在电池中它可以起到吸液保液的作用,缺点是价格高,难以分散。B、导电石墨的特点是粒径接近正负极活性物质的粒径,比表面积适中,导电性良好,它在电池中充当导电网络的节点,在负极中,它不仅可以提高电极的导电性,而且可以提高负极的容量。C、SP-Li的特点是粒径小,和导电碳黑差不多,但是比表面积适中,特别是它在电池中以支链形式存在,对行成导电网络十分有利,缺点是难以分散。D、碳纳米管是近年新兴的导电剂,它一般直径在5纳米左右,长度达到10-20微米,它不仅能够在导电网络中充当“导线”的作用,同时它还具有双电层效应,发挥超级电容器的高倍率特性,其良好的导热性能还有利于电池充放电时的散热,减少电池的极化,提高电池的高低温性能,延长电池的寿命。
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