石墨锂电负极材料改性

由于电解液中的溶剂分子对石墨锂电负极材料极为敏感,一旦电池内部温度偏高,二者就会产生副反应,所以对石墨电极的改性非常重要,目前较多处理方法有球化、表面处理和掺杂改性。

球形化处理

鳞片石墨的各向异性,致使其比容量低,通过对鳞片石墨的球形化处理,比容量、首次循环效率及循环性能显著改善。一般生产中采用风力冲击式整形机进行球化处理,如气流涡旋粉碎机在球化处理中掺杂杂质较少,旋转冲击式磨机球化过程提高了石墨颗粒开孔率且降低密闭孔隙度影响其电化学性能。除对石墨颗粒本身整形外,还可将超细石墨粉通过粘结剂粘结成球形,制备具有极好各向同性的石墨球。

锂电池图片

表面氧化

天然石墨表面无序碳原子使其不能够发生氧化还原反应,因此可以进行表面氧化。经氧化处理后其表面形成-COO-和-OH等共价键结合的官能团,进而在首次放电循环时形成化合键稳定的SEI膜提高寿命。气相氧化时,一般需高温处理修整石墨颗粒表面缺陷;液相氧化可在较低温下对石墨颗粒进行表面微氧化或微膨处理。石墨的氧化处理主要是去除石墨表面的无序碳原子和增加纳米孔道,扩宽锂离子的脱嵌路径,提高电池的倍率性能及循环稳定性。

包覆改性

在石墨材料的表面包覆无定形碳材料或金属及其氧化物。无定形碳材料改善锂离子的扩散性能,提高原材料大电流充放电性能;金属及其氧化物可增强负极材料导电性和低温性能。其中,有专家表明可向石墨中掺杂过渡金属氧化物材料,如紫色氧化钨、二氧化钛等等,因为它们理论比容量较高,且结构稳定。

掺杂改性

掺杂改性方法较灵活,掺杂元素多样,非碳元素掺杂到石墨中可以改变石墨的电子状态,使其更容易得电子,增加锂离子的嵌入量。

 

 

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