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锂电池开发研究负极的复合材料



  当前,锂离子电池阳极的商业材料都是碳材料,包括石墨碳材料,例如石墨化的中相碳微珠和一些热解硬碳。目前,这些碳材料的实际比容量通常不超过400mA·h/g,尽管当前使用的大多数阴极材料的比容量通常更高(120〜180mA·h/g),但由于低密度碳材料的振动,加上负极用集电纸使用重铜纸,正极使用较轻的铝箔纸,因此比容量正极的实际材料大于负极。因此,必须进一步提高电池的比能量,锂的插入性能是研发的关键。随着电子产品的日益普及,对特殊高能电池的需求也在增加。目前,仅某些材料不能完全满足相关需求。尽管碳材料具有良好的循环性能,但其比容量低;具有高比容量的碳材料的其他电化学性能会受到影响。合金材料具有较高的比能,但是由于锂插入过程中的大体积膨胀,因此材料循环性能远远不能满足要求。锡基复合氧化物具有良好的循环特性,但尚未解决第一个不可逆容量损失。从这个角度来看,将各种材料的优点结合起来并有目的地结合起来以避免它们自身的缺陷是一个合理的选择。复合阳极材料的形成是合理的选择。目前,复合材料的研究已取得一定成果。

  考虑到材料的不可逆容量的第一次损失,有人提出使用含锂的过渡金属氮化物进行补偿,以及使用锂和氧化锡的反应来解决不可逆容量的第一次损失。锡氧化物材料。

  鉴于合金材料的不良循环,有人提出了将活性材料分散在另一种惰性材料中以形成复合材料的想法。这些努力包括使用过量的铜来形成惰性栅格,以改善铜锡合金的电化学循环。6up。HisashiTamai等人使用有机锡在碳光栅中制备分散的纳米级锡化合物,以改善材料循环。例如,通过球磨制备石墨-锡化合物,研究由导电聚合物/金属合金组成的复合材料,并通过CVD对硅颗粒的表面进行碳涂覆。经过改进的硅颗粒在重复循环后不会破裂;准备由导电聚合物和锂合金组成的电极。显然,所有这些都在一定程度上改善了合金材料的电化学循环。