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2017年最热门八大锂电新材料知识

提供来源:锂电新材料,万能试验机 日期:2017年05月16日

1、石墨烯

当前“石墨烯电池”这一名词很火热。目前,几乎所有的商品锂离子电池都采用石墨类负极材料。此前,华为宣布在锂离子电池领域实现重大研究突破,推出业界高温长寿命石墨烯基锂离子电池。实验结果显示,以石墨烯为基础的新型耐高温技术可以将锂离子电池上限使用温度提高10 ,使用寿命是普通锂离子电池的2倍。可以预见,2017年石墨烯仍将是锂电产业热门材料。

2、硅负极

随着电子技术的快速发展,以及电动汽车的迅速普及,市场对高比能锂离子电池的需求越来越强烈,而传统的石墨材料理论比容量仅为372mAh/g,远远不能满足高比能锂离子电池的需求,在巨大的市场需求的刺激下,各种新型的负极材料纷纷开始出现,例如硅基负极材料、锡基负极材料、氮掺杂多孔石墨材料和过渡金属硫化物负极(例如MoS2)等。

在研究的过程中,研究员们发现一种硅元素(Li22Si5)的容量达到了4200mAh/g,是开发具有高容量电池的材料。并且使用这种负极材料做成的电池在使用的过程中几乎没有容量衰减,更有利于提高电池的使用寿命。再加上硅在地球上储量丰富,成本较低,因而是一种非常有发展前途的锂离子电池负极材料。

3、铝箔涂炭   

涂炭铝箔是新型电池阴极基片,相比传统的铝箔,涂炭铝箔拥有导电性良好和内阻率小、机械性能强和韧性好等优点,可避免毛刺造成短路,改善电极材料的粘附,电池的放电能力和延长锂离子电池使用寿命。

碳涂布多孔铝负极制备工艺较为简单,首先将铝箔采用电解的方法进行腐蚀处理,然后在其表面包覆一层PAN材料,经过低温固化和高温碳化后,即可在铝箔的表明形成一层碳层,可以多次重复PAN处理过程提高碳的含量,研究发现,一次碳包覆碳含量约为1.5%,两次碳包覆碳含量约为2.8%,三次碳包覆碳含量约为4%。

4、陶瓷混胶隔膜

由于锂电池的材料是影响其安全性能的重要因素,为保证锂电池的安全性,选用安全性更高的隔膜成为很多企业考虑的方向之一。

陶瓷隔膜,就是将纳米级陶瓷颗粒涂覆在隔膜上。其作用主要是提高隔膜耐热收缩性,防止隔膜收缩造<大面积短路。另外,陶瓷热传导率低,防止电池中的某些热失控点扩大形成整体热失控。一般可耐高温在200℃左右。陶瓷涂覆的市场主要为高电压的电池和动力电池。其发展方向有两种:一是涂氧化铝,采用浸涂;二是表面做一层芳纶。

5、芳纶涂覆隔膜

对隔膜来说,不管是PI、TPX、芳纶等耐高温树脂制备基体隔膜,还是无纺布和纸隔膜在一些特殊领域的研发,在未来静电纺丝技术必定会取代现有隔膜工艺技术。芳纶涂覆隔膜吸液、保液性能强,能提升容量,更轻薄,在不影响安全的前提下,制造出更轻薄能满足小巧、微型高容量电池。离子电导率更强的新材料隔膜。此外,芳纶涂覆隔膜解决了高温下不变形,避免了短路的发生,低自放电,可以降低微短路带来的容量损失,高倍率性能、电解液浸润性能、提升了循环性能。

6、CNT

CNT的英文全称是Carbon Nanotube。中文名称是碳纳米管,形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。

作为一种高品质的纳米材料,由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同,所以具有很好的电学性能。碳纳米管具有超常的强度、热导率、磁阻,且性质会随结构的变化而变化,可由绝缘体转变为半导体、由半导体变为金属;具有金属导电性的碳纳米管通过的磁通量是量子化的,表现出阿哈诺夫-波姆效应(A-B效应)。

7、高电压正极

锂电正极材料的研发一直是锂电研究的重要的领域之一,锂电正极材料到底如何发展,也是大家非常关心的话题。提高能量密度,无非有两个主要途径,提高电极材料容量或者提高电池工作电压。如果能够将高电压和高容量两者结合起来那将是再好不过了,事实上这正是目前锂电池正极材料发展的主流娜绺叩缪垢哐故殿芩犸⒏叩缪谷牧系取Ⅻ/p>

8、NCA

三元材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,里面镍钴锰的比例可以根据实际需要调整,三元材料做正极的电池相对于钴酸锂电池安全性高。

目前越来越多的电动物流车采用了三元材料电池,这主要是由于三元系正极材料NCA具有能量密度高、循环寿命长、成本低、利于整车轻量化等优点,能够有效解决城市物流“最后一公里”的问题,而且由此引发了电动物流车从磷酸铁锂向三元技术转变的趋势。

( 料来源于网络-百度搜索)