Каковы характеристики «четырех повелителей» катодных материалов литиевых батарей

Отрицательный полюс литий-ионного аккумулятора изготовлен из углеродного материала активного материала отрицательного полюса или неуглеродного материала, клея и смеси добавок, чтобы клей пасты равномерно наносился на медную фольгу с обеих сторон, через сушку, рулон сжатие становится. Катодный материал является основным корпусом литий-ионной батареи, в которой литий-ионный аккумулятор внедряется и высвобождается во время зарядки и разрядки.

Когда литиевая батарея заряжена, атомы лития в положительном электроде ионизируются в ионы и электроны лития, а ионы лития перемещаются к отрицательному электроду, чтобы синтезировать атомы лития с электронами. Во время разряда атомы лития ионизируются в ионы лития и электроны с поверхности отрицательного электрода в кристалле графита и синтезируют атомы лития на положительном электроде.

Катодный материал в основном влияет на первую эффективность и циклическую производительность литиевой батареи. Характеристики материала катода также напрямую влияют на характеристики литиевой батареи. На отрицательный материал приходится около 5-15% от общей стоимости литиевой батареи. Типы анодных материалов включают углеродный отрицательный электрод и неуглеродный отрицательный электрод. С технической точки зрения материал катода будущих литий-ионных аккумуляторов будет иметь множество характеристик.

С развитием технологий катодный материал литий-ионной батареи превратился из единственного искусственного графита в природный графит, мезофазные углеродные микросферы, искусственный графит, мягкий углерод / твердый углерод, аморфный углерод, титанат лития, кремний-углеродный сплав и другие аноды. материалы сосуществуют.

Четыре негативных материала

Эксклюзивный графен

Графен представляет собой двумерный кристалл, состоящий из атомов углерода толщиной всего в один атом. Ученые считают его королем новых материалов за его тонкую текстуру, высокую твердость и быстрое движение электронов. Хотя «король» отличных химических свойств на новом рынке энергии, но до сих пор все еще остается в «концептуальной» стадии.

Если в качестве литиевого анодного материала используется графен, он требует независимой производственной цепочки до и после производства, высокой цены и сложного процесса, что заставляет многих производителей анодных материалов уклоняться. Тем не менее, есть некоторые отечественные компании, которые изо всех сил пытаются двигаться вперед. В настоящее время некоторые известные китайские компании, такие как ampo, dafu technology и beitri, начали создавать графеновую промышленность.

Однако в промышленности возникают все большие сомнения в отношении графена в качестве катодного материала. Некоторые люди считают, что графен имеет очень низкую плотность вибрации и уплотнения, а также высокую стоимость, что делает перспективу использования графена в качестве катодного материала батареи очень узкой. Но, учитывая его непрекращающуюся популярность, справедливо называть его однопартийным гегемоном.

Контроль «дома» из искусственного графита

В настоящее время анодными материалами в основном являются природный графит и искусственный графит. Ху Бо, генеральный директор huzhou chuangya, сказал: «Грамм природного графита имеет высокую производительность, простой процесс и низкую цену. Процесс производства искусственного графита более сложен, более дорог, но лучше переработан и безопасен. два вида графитовых анодных материалов могут «дать преимущества и избежать недостатков», но в настоящее время искусственный графит для силовых батарей имеет определенное преимущество.

И это мнение тоже подтвердилось на рынке. Согласно соответствующим данным СМИ, производство природного графита в Китае в первом квартале этого года составило 4 770 тонн, что на 16,3% больше, чем годом ранее. Отгрузка искусственного графита достигла 15 160 тонн, что на 110,5 процента больше, чем годом ранее. Согласно приведенным выше данным, поставки искусственного графита намного выше, чем поставки природного графита, и важной причиной этого явления является высокий спрос на силовые батареи на рынке в этом году.

Мезофазные углеродные микросферы со стабильными свойствами

Мезофазные углеродные микросферы представляют собой типичный мягкий углерод с высокой степенью графитизации, стабильной структурой и превосходными электрохимическими свойствами. Согласно статистике исследовательского отдела Китайской ресурсной сети, в 2012 году отгрузка Китая катодных материалов составила 27 650 тонн, в том числе природный графит 59%, искусственный графит 30% и графитированные промежуточные углеродные микросферы 8%. В этом отношении мезофазные углеродные микросферы являются третьим по величине углеродным анодным материалом после природного графита и искусственного графита.

Согласно онлайн-покрытию, углеродные микросферы промежуточной фазы имеют более высокие характеристики увеличения, чем природный графит и искусственный графит, и имеют очевидные преимущества при использовании в моделях самолетов и электроинструментах. Кроме того, его термостойкость и химическая стабильность определяют, что он не подвержен химическим реакциям, использование литиевых батарей для повышения безопасности. Однако из-за высокой стоимости производства, сложного процесса и легкости замены производство и продажа мезофазных углеродных микросфер находятся в стабильном положении без особого развития.

Кремниевый композит нового мира

Недавно внимание привлекла статья о маленьком макияже, озаглавленном «Силиконовый» и «Графитовый», любовь и ненависть! . Теоретическая емкость кремниевых анодных материалов достигла более 4200 мАч / г, что намного выше, чем у графитовых анодных материалов (372 мАч / г). Но естественные дефекты кремниевых анодных материалов, литий встроен в кремниевый элемент, могут привести к серьезному раздуванию кремния, что приводит к быстрому снижению емкости, чтобы преодолеть эти недостатки кремниевые анодные материалы, и ученые будут использовать кремниевые анодные и графитовые материалы вместе, кремний Углеродный композитный материал известен как анодные материалы литий-ионных аккумуляторов «нового мира».

Согласно онлайн-публикации, Model3, выпущенная Tesla, ИСПОЛЬЗУЕТ отрицательный кремниевый углеродный электрод в качестве нового материала для аккумуляторной батареи. Добавляя 10 процентов материалов на основе кремния в искусственный графит, Tesla может достичь емкости батареи более 550 мАч / г и плотности энергии батареи до 300 Втч / кг. В настоящее время использование композитных материалов кремний-углерод для увеличения удельной энергии батареи является одним из признанных в отрасли направлений.

У «четырех повелителей» катодных материалов есть свои достоинства. Но на современном рынке катодных материалов будущее графена остается неопределенным. В последние годы был в первом искусственном графите потребителя, а также сталкивается с проблемой высокопроизводительных кремний-углеродных композитных материалов, лидер мирового рынка автомобилей с новой энергией Tesla использование кремний-углеродного композитного материала, обязательно приведет к буму карбида кремния. композиты, затронутые будущим рынком катодных материалов литиевых батарей, или будут перетасованы. Однако мезофазные углеродные микросферы, которые были в стабильном положении, не будут вызывать больших колебаний в будущем.

Страница содержит содержимое машинного перевода.