石墨(CAG-3)和硬碳(LN-0001)混合材料的电化学性能分析
列出了CAG-3、LN-0001以及各种比例的混合材料以常温下0.2C放电,然后依次在-20℃下以0.5C、1C、2C、5C的充电方式进行性能测试的结果。根据表1可知,各种比例的混合材料比容量都高于LN-0001的比容量。其中,CAG-3和LN-0001∶CAG-3=1∶9在低倍率充电的条件下,充电比容量均在300mAh/g以上,性能十分优异,但是随着电流密度的增加,其比容量由1C时的300mAh/g以上迅速降至2C时的224.0mAh/g;而到5C时,*为66.6mAh/g。
通讯基站、工业节能、绿色建筑等能源领域也显示了较好的应用前景。无锡硬碳
锂电池硬碳负极材料的倍率性能被低估
科研思路分析
1.半电池在钠离子电池电极材料的评价中,并未受到过多的质疑。而本研究指出了半电池体系在对钠离子电池电极材料,尤其是对于硬碳材料评价中的天然缺点。这一发现对未来硬碳材料在钠离子电池中的研究具有指导意义。更为重要的是,该研究揭示了硬碳材料自身的高倍率性能,必将促进其未来的商业化。
2.对于硬碳材料在钠离子电池中的低倍率性能几乎达成共识,并认为这是由材料自身的结构决定的。学术界采用半电池体系对电极材料进行评价,该方法在硬碳材料的评价上并未受到质疑。然而,我们在前期对于钠离子电池的一些研究中发现,在半电池体系中,钠片作为对电极在高电流下的极化现象。考虑到硬碳材料接近钠金属标准氧化电位的低电压充放电平台,我们假想半电池中钠片的过电位会掩盖硬碳材料的高倍率性能。因此,我们采用了三电极体系对硬碳材料进行了评价。
无锡硬碳供货厂HEV锂电池用硬碳负极材料技术开发成主流。
锂电池硬碳负极材料在新能源车领域的应用,硬碳(HardCarbon)是指石墨化碳,一般为500~700mAh。硬碳结构稳定且充放电循环寿命长,且碳锂电位能够高于0。2V,安全性能更好。硬碳的结晶分散,锂离子容易进出,便于增加电池的输出功率,但缺点是存储的锂离子的量较少,因此容量会变小。
简单估算,一辆日产LeafEV需要的锂电池(24kWh)相当于4400多部苹果iPhone5手机的锂电池(3。8V/1434mAh,约合5。45Wh),即使一辆配备2。4kWh锂电池的混合动力车(HEV)也需要440部iPhone5锂电池。因此,电动汽车(EV)和混合动力车等动力锂电池市场对那些**的负极材料企业非常具有吸引力。结合硬碳材料的特点来看,它相对更适合于重视输出功率的混合动力车(HEV)用动力锂电池的制造。资料显示,目前已有不少HEV动力锂电池企业在采用硬碳作为负极材料。如本田(Honda)推出的思域HEV,日产风雅HEV锂电池。这些动力锂电池的单位重量输出密度均高达3550~4000W/kg,比原来镍氢电池(Ni-MH)的约1200W/kg提高到了3倍以上。
锂离子电池的性能优劣与能可逆嵌入、脱嵌锂离子的负极材料的制备息息相关。这类材料要求具有,①在锂离子的嵌入过程中自由能变化小,反应高度可逆;②锂离子在负极材料的固态结构中有高的扩散率;③具有良好的电导率;④优良的热力学稳定性以及与电解质良好的相容性等。目前,研究工作主要集中在碳材料和具有特殊结构的其它含碳化合物。
1990年,Sony公司:幻以石油焦炭作为负极,使锂离子电池的研究进入实用化阶段,从而引发世界范围的研究热潮。目前,在锂离子电池研究中具有实用价值或应用前景的碳材料主要有3类:①加热软碳至2400'C以上得到的高度石墨化的碳材料,可逆嵌锂容量在300mAh/g左右;②低于800'C热解得到的含一定量氢的软碳和硬碳,可逆嵌锂容量600〜900mAh/g;③1000'C左右处理的含单碳层及大量纳米微孔的硬碳,可逆容量500~700mAh/g之间⑶。
硬碳材料是一种新型负极材料,与石墨相比,硬碳具有各向同性的结构特征层间距比较大,有利于锂离子的扩散。
负极指电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中,是指起氧化作用的电极,电池反应中写在左边。从物理角度来看,是电路中电子流出的一极。而负极材料,则是指电池中构成负极的原料,目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。
负极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一,目前商业化锂离子电池采用的负极材料主要包括:1、石墨类碳材料,分为天然石墨、人造石墨;2、无序碳材料,包括硬碳和软碳;3、钛酸锂材料;4、硅基材料,主要分为碳包覆氧化亚硅复合材料、纳米硅碳复合材料、无定形硅合金。
硬碳材料与PC基电解液相容性较好,可提高电池低温性能,加上优异的倍率性能,使其成为动力电池的良好选择。***硬碳诚信企业
硬碳容量大于常规碳类材料的理论容量,高倍率、循环性能、安全性能优。无锡硬碳
根据碳原子排列方式的不同,碳材料可分为石墨碳、软碳和硬碳3种。软碳和硬碳主要用于描述聚合物热解制备的碳材料,在热解过程中,一些碳原子重构成二维芳族石墨烯片,如果这些石墨烯片大致平行,在高温下则容易石墨化,这种碳被称为软碳;如果这些石墨烯片随机堆叠并通过边缘碳原子交联,高温下不能石墨化,这种碳则称为硬碳。通常来说,石墨碳和软碳具有高弹性,容易变形,但是强度较低;由于大量sp3-C引起的硬碳微观上乱层“纸牌屋”结构的存在,硬碳材料在机械强度和结构稳定性方面展现出极大的优势,但是本征性质较脆且易碎。如何将硬碳材料制备成超弹性块材是目前面临的一个挑战。无锡硬碳
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