何为锂电池负极材料?
锂电池负极材料是锂离子电池的主要构成材料,作为电池的负极,材料的性能直接影响着锂离子电池的性能,目前,可知的锂电池负极材料有六种,分别为: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、纳米级负极材料、纳米材料是纳米氧化物材料。最常见的是碳负极材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
国际上锂离子电池的生产地主要集中在中国、日本和韩国,主要的锂离子应用市场为手机和电脑及汽车。
今天为大家展示两种锂电池负极材料,碳素材料和硅基材料的亲疏水性1、测量条件
测量对象:碳素材料和硅基材料
测量仪器:贝拓科学自主研发的DSA-X Plus 专家型接触角测量仪
其他用品:去离子水,接触角专用注射器及针头
测试温度:常温
液滴座滴在碳素材料上
滴液座滴在硅基材料上
2、测量方法(座滴法)
3、测量过程
将去离子水座滴在样品表面,通过仪器软件的杨拉普拉斯法拟合出样品的接触角值
4、结果
碳素材料接触角
硅基材料接触角
由结果可以看出碳素材料和硅基材料的接触角都超过了150°,表面表现超疏水性,接触角测量仪可对其进行表征。
相对于石墨电极材料来说,含有疏水性锂电负极材料具有更低的制造成本、更高的循环稳定性以及能防止锂枝晶的生长,从而可以有效解决锂金属在锂离子电池上的应用难题。
在循环过程中,由于局部极化的原因,使得金属锂负极表面生长锂枝晶,当锂枝晶生长到一定程度的时候就可能穿透隔膜,引发安全问题。加之有机的电解液在最低未占用轨道和最高占用轨道有电子能隙,能级之差和和负极材料的费米能级不匹配,进而会在电解液和负极材料之间形成一层固体电解质膜,只允许锂离子通过。固体电解质膜中的锂来自正极材料,这就降低了电池的容量。在电池循环过程中,SEI膜还会不断的溶解掉,使负极材料暴露在电解液中,又会形成新的SEI膜,限制了锂电池的使用寿命。
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