锂离子电池负极材料.ppt

电池材料子离锂锂离子电池材料

小常识2025/5/11锂离子电池锂电池?锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。锂离子电池负极是石墨等插层结构材料，电池中是锂离子在正负极移动，因此比锂电池平安很多。

2025/5/11比容量or能量密度从电极活性材料的角度说，参与电极反响的单位质量or体积的电极材料放出电能的大小称为该电池的比容量or能量密度。主要因素，可以这么说，研究锂离子电池，就是研究如何提高锂离子电池的这个指标。

2025/5/11电极电位电池反响都是自发进行的氧化复原反响。判断氧化复原反响进行的方向时，可将反响拆为两个半反响，求出电极电位。然后根据电位高的为正极起复原反响，电位低的为负极起氧化反响的原那么，就可以确定反响自发进行的方向。

2025/5/11那么负极材料的电位是不是越低越好呢？严格上说，所有的化学反响都是可逆反响，电极电势代表着反响程度的大小。一般电势大于0.4V左右就可以认为是单向反响了。如氢气燃烧的1.2V可以进行的非常完全。锂进入负极内部还是析在负极材料外部存在竞争，所以负极必须有一定的电势好让锂进去。碳为0.2V，有点低，在快充时容易造成锂析在外面形成锂晶枝，所以快充性能不好。

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2025/5/11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复合材料！！！

Title:锂离子电池材料结构性能局限成分

9碳

有序！！！。结构整齐？！WHY？？？在充电过程中，我们对于锂离子的控制实际上很弱。我们只能保证锂离子会移动到负极外表，但我们无法保证锂离子会均匀地分布在负极外表。因此在没有外来约束条件下，充电时锂晶体会在负极外表无序生长，形成枝晶〔dendriticcrystal〕。所以一定要有个约束条件。要挖个坑让锂离子往里面跳。这个坑的具体表现即为负极外表的石墨材料。如上图所示，石墨层之间的空隙够大，足以容纳单个锂原子，但也只能容纳单个锂原子；然后石墨层与锂原子之间的物理吸附作用可以稳住锂原子，于是锂原子在没有外来电压时候也能安心待在负极外表。

碳负极材料2025/5/11目前商业化锂离子电池负极材料主要成分，但是其理论比容量受到碳嵌锂位点的限制，仅为372mAh/g，且嵌锂位点接近析锂位点，易造成平安隐患，无法满足电动汽车和储能电源对高能量密度和高平安性能的要求。

2025/5/11对石墨进行温和氧化处理将碳同金属或金属氧化物形成复合负极使用聚合物或同碳类材料进行包覆处理使用碳纳米管研究方向

2025/5/11温和氧化处理能够改善石墨材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能。主要为：去除石墨材料上的一些活性点或缺陷，改善石墨材料外表结构；在石墨材料外表形成一层致密的氧化物层，起到钝化膜作用，改善石墨与电解质的相容性，提高材料的首次库伦效率；产生一些纳米通道或微孔作为锂离子的储存空间和通道，提高材料的可逆容量；还能改善石墨类材料的上下温性能。库伦效率即同一循环中，放电容量/充电容量，对于负极材料来说，是脱锂容量/嵌锂容量，同样是放电容量/充电容量。1.采用浓硝酸体系，高氯酸盐为氧化剂一定温度制取。2.采用浓硫酸体系，高氯酸和发烟硝酸氧化。3.采用浓硫酸和硝酸盐为体系，以高锰酸盐氧化。

2025/5/11碳纳米管作为一位纳米材料，由于其外表存在着大而完整的离域π电子体系使其拥有着优异的导电性能，而其也作为Li的吸附活性物质应用在锂电池中，由于碳纳米管的储锂电位较低使其成为一类潜在的先进锂离子电池负极材料，其理论储锂比容量高达1000mAh/g以上。由于碳纳米管(CNTs)的高极性及其具有的光滑外表，从而造成其管壁之间存在着强烈的范德华力作用(高达～500eVμm-1)，造成了碳纳米管相互堆叠，形成排列无序的束状和膜状结构，无法轻易被分散，这些特点使得碳纳米管在后续的研究及应用中，其本身所具有的特性很难得到充分的研究、开发及利用。因此基于碳纳米管的分散与纯化研究所开展出来的碳纳米管功能化修饰受到了人们的广泛关注，其中按功能化修饰对碳管本身碳原子sp2杂化形式的破坏与否，可以分为非共价修饰和共价修饰两种修饰战略。

2025/5/11和纯的MnO2比,MnO2/MWCNT〔多壁碳纳米管〕复合材料不仅有更高的初始比容量，而且他的循环可逆容量也比较高。由于复合材料在第一次放电时形成的SEI膜造成了容量的不