石墨鋰電負極材料改性

由於電解液中的溶劑分子對石墨鋰電負極材料極為敏感,一旦電池內部溫度偏高,二者就會產生副反應,所以對石墨電極的改性非常重要,目前較多處理方法有球化、表面處理和摻雜改性。

球形化處理

鱗片石墨的各向異性,致使其比容量低,通過對鱗片石墨的球形化處理,比容量、首次迴圈效率及迴圈性能顯著改善。一般生產中採用風力衝擊式整形機進行球化處理,如氣流渦旋粉碎機在球化處理中摻雜雜質較少,旋轉衝擊式磨機球化過程提高了石墨顆粒開孔率且降低密閉孔隙度影響其電化學性能。除對石墨顆粒本身整形外,還可將超細石墨粉通過粘結劑粘結成球形,製備具有極好各向同性的石墨球。

鋰電池圖片

表面氧化

天然石墨表面無序碳原子使其不能夠發生氧化還原反應,因此可以進行表面氧化。經氧化處理後其表面形成-COO-和-OH等共價鍵結合的官能團,進而在首次放電迴圈時形成化合鍵穩定的SEI膜提高壽命。氣相氧化時,一般需高溫處理修整石墨顆粒表面缺陷;液相氧化可在較低溫下對石墨顆粒進行表面微氧化或微膨處理。石墨的氧化處理主要是去除石墨表面的無序碳原子和增加納米孔道,擴寬鋰離子的脫嵌路徑,提高電池的倍率性能及迴圈穩定性。

包覆改性

在石墨材料的表面包覆無定形碳材料或金屬及其氧化物。無定形碳材料改善鋰離子的擴散性能,提高原材料大電流充放電性能;金屬及其氧化物可增強負極材料導電性和低溫性能。其中,有專家表明可向石墨中摻雜過渡金屬氧化物材料,如紫色氧化鎢、二氧化鈦等等,因為它們理論比容量較高,且結構穩定。

摻雜改性

摻雜改性方法較靈活,摻雜元素多樣,非碳元素摻雜到石墨中可以改變石墨的電子狀態,使其更容易得電子,增加鋰離子的嵌入量。

 

 

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