华宇下载_锂离子动力锂离子电池负极材料-软碳材料的性能研究

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随着动力锂离子电池能量密度的不断提升,有关整体性能的要求也不断提高,尤其是在不牺牲循环性能的情况下,要提升其大倍率充放电性能,这就对负极的材料体系提出了一定的技术要求。现有负极体系紧要有人造石墨、天然石墨、改性石墨以及软硬碳材料等等,各自都有其使用的场景和范围,这次就简单讨论一下软碳材料的一些基本探测性能吧。

从上述曲线和表格中可以看出,MCMb无论是在克容量发挥,还是首次充放电效率上都具有分明的优点,而且在充放电时具有分明的平台,而软碳材料仿佛在克容量以及首次效率上并不占有分明优点,而且充放电布不具有分明的平台,仿佛并没有特别的优点,还要结合其他性能综合分解一下。

将两种材料按照相同的工艺配方组装成大电池进行充放电倍率探测,可以看出,在放电倍率时,软碳仿佛也不占优点,但是在充电倍率(10C以上时),其优点就体现出来了,而MCMb的大倍率充电性能则急剧下降。

比较一下二者的形貌,可以看出,MCMb呈球形,颗粒分布也比较平均,而软碳则呈片状,颗粒大小不一。俗话说的好,结构决定性质,软碳本身属于无定型碳材料,其层间距是比较大的,因而其大倍率充电性能比较好,但是由于其无定型结构的存在,大量的电解液在成膜时被消耗,所以首次效率和可逆容量也比较低,再来比较一下低温性能吧。

在-20℃下用同样的电流充电,可以看出,MCMb电池的恒流容量不足15%,而软碳材料则可达到80%,有关低温而言,正常情况下,电解液的黏度变大,电导率降低,极化内阻增大,综合导致低温充电能力的降低,若是强行充电,则是会析锂,造成安全事故。而随着软碳材料的引入,将在一定程度上降低了这种风险,使得电动汽车在低温充电变为了可能。

小结:通过两种材料的比较,声明软碳材料在大倍率充电以及低温充电上是具有一定的优点,但在容量以及首次效率上还是有着不足之处。在实际使用过程中,提议两种材料按照一定比例混合使用,可以达到一定的性能指标,或者将软碳材料在包覆在石墨材料的表面,也能达到一定的效果,但更多的还要在电解液以及正极匹配方面做更多的工作,使得动力锂离子电池达到一个更好的性能水平。

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