山東埃爾派 | 點擊量:0次 | 2020-11-27
石墨在鋰電池中的應用現(xiàn)狀及發(fā)展方向
石墨被國際公認為是“21 世紀支撐高新技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略資源”。隨著全球經(jīng)濟環(huán)境改善,石墨在戰(zhàn)略性新興行業(yè)的應用,尤其是在新能源汽車等行業(yè)的應用將會快速增加。
石墨:理想的負極材料
天然石墨是在高溫下有機成因的碳質(zhì)物變質(zhì)而成,呈鋼灰色、黑灰色,具有半金屬光澤,晶體結(jié)構(gòu)屬六方晶系,呈六邊形層狀結(jié)構(gòu),具有耐高溫、導熱、導電、潤滑、可塑和抗腐蝕性等特性。
石墨是較早應用的負極材料,與其他碳材料相比,其導電性、結(jié)晶度更高,良好的層狀結(jié)構(gòu)和充放電電壓也十分適合正極材料的脫/嵌運動,且目前工藝成熟、成本較低,是較為理想的負極材料。
改性:優(yōu)化負極材料的性能
石墨負極一般采用天然鱗片石墨,但存在以下幾個缺點:
(1)鱗片石墨粉具有較大的比表面積,對負極的首次充放電效率有較大影響;(2)石墨的片層結(jié)構(gòu)決定了Li+只能從材料端面嵌入,并逐漸擴散入顆粒內(nèi)部,由于鱗片石墨的各向異性,Li+擴散路徑較長且不均勻,導致其比容量較低;(3)石墨的層間距較小,增加了Li+的擴散阻力,且倍率性能較差,快速充電時Li+易在石墨表面沉積形成鋰枝晶,導致嚴重的安全隱患。
為了解決這些問題,可以采用顆粒球形化、表面氧化、表面氟化、表面包覆軟碳、硬碳材料以及其它方式的表面修飾和微結(jié)構(gòu)調(diào)整等技術(shù)對天然石墨進行改性處理。從成本和性能的綜合考慮,目前工業(yè)界石墨改性主要使用碳包覆工藝處理。商業(yè)化應用的改性天然石墨比容量為 340~370mA·h/g,首周庫侖效率90%~93%,100% DOD循環(huán)壽命可達到1000次以上,基本可以滿足消費類電子產(chǎn)品對小型電池性能的要求。
埃爾派位于山東省濰坊市安丘市先進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)園,擁有逾50000平方米的機械生產(chǎn)基地和現(xiàn)代化的管理制度,自成立以來,牢記“以粉體技術(shù)開創(chuàng)先進材料的未來”的使命,秉承“合規(guī)篤信,和合共生”的價值觀,制定了“不求所有,但求所用”的人才戰(zhàn)略,與多所高等院校合作簽署“產(chǎn)學研”發(fā)展計劃。
由埃爾派自主研制的粉碎機、分級機,以及顆粒整形、包覆、修飾等關(guān)鍵技術(shù)的突破,打破了國外技術(shù)壁壘,填補了國內(nèi)行業(yè)空白,大大推進了醫(yī)藥、食品、化工、礦物、新材料、固廢處理等領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。先后榮獲科技部“科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金”、“山東省首批瞪羚企業(yè)”、“山東省隱形冠軍企業(yè)”、“高新技術(shù)企業(yè)”、“中國專利山東明星企業(yè)”等榮譽稱號。
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