石墨负极的进展有哪些?
石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质安稳,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏,也能够以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成人造石墨。
石墨负极已取得的进展
1.人工石墨的组成技能
高功能LIB基本上使用天然石墨和组成石墨构成的混合物。经过球化处理均化粒径和形态,然后进步堆积密度和容量。改变粒子堆积方向促进锂离子扩散动力学,表面修饰碳涂层以削减表面积并削减还原性电解质的分化并进一步抑制溶剂的共嵌入来改进库伦功率。跟着LIB重要性的进步,对天然石墨和组成石墨的需求都将进一步增加。
2.水溶性粘结剂的进步
如今,鸡西石墨负极的工业制备中使用了水溶性粘合剂,在本钱和可持续性方面提供了实质性的优势。在这方面,它的首要优势之一是其对水的化学安稳性,这引发了人们的广泛努力,寻找替代的聚合物粘合剂来替代相对贵重的PVDF以及有害的和致畸的NMP。丁苯橡胶(SBR)与羧甲基纤维素钠(CMC),聚丙烯酸(PAA)或明胶的组合是有潜力的替代品。特别是CMC不只增加了结合功用,而且使疏水性安稳悬浮液得以实现。由于羧基和石墨表面上的羟基之间的配位相互作用,水中的石墨颗粒变得非常多。当增加了SBR时不只能够降低电极加工的本钱,而且增加了LIB的环境友好性,一起在降低的初始容量损失和安稳的SEI方面表现出有益的电化学特性。
3.硅碳负极的开发
工业上Z新发展是以化学计量比的方式向石墨负极中增加一定的纳米级SiOX能够极大的进步电极容量并坚持结构安稳性。比较于单质Si,SiOX特别是无定形纳米级颗粒在体积维持上显示出更小的体积变化,构成的硅酸盐利于电极安稳一起创造更多的界面离域锂离子扩散。
考虑到这些要素,向石墨复合电极引入Si元素的的首要策略是:
(1)规划纳米结构,包括引入次级碳相,以改进电化学功能并缓冲体积变化;
(2)开发与工业相关的预锂化技能以处理低库伦功率的问题;
(3)开发和优化其他电池组件(如粘合剂和电解质成分),以进步电极的机械功能和安稳电极/电解质界面为目标;
(4)纳米级无定形硅的工业廉价组成。

