锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。充电时,锂离子从正极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到负极中;放电时则相反,锂离子从负极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到正极中。
锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。
图片来源于网络石墨由于具备电子电导率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点,成为目前主流的商业化锂离子电池负极材料。
锂离子电池主要的优点有哪些呢?
1、能量比比较高.具有高储存能量密度,目前已达到-Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上, 亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放,有可以使用10,次的记录;3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;4、具备高功率承受力,其中电动汽车用的 亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,目前一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;6、重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6;7、高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;8、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质.9、生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利.
图片来源于网络石墨导电性好,结晶程度高,具有良好的层状结构,十分适合锂离子的反复嵌入-脱嵌。在充放电过程中,石墨层间距改变,易造成石墨层剥落、粉化,还会发生锂离子与有机溶剂分子共同嵌入石墨层及有机溶剂分解,进而影响电池循环性能。
通过石墨改性,如在石墨表面氧化、包覆聚合物热解炭,形成具有核-壳结构的复合石墨,可以改善石墨的充放电性能,提高比容量等等。
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