锂离子电池电极材料
锂离子电池负极材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纤维等。作为电极材 料的活性物质,对碳材料的要求有许多方面:如放电比容量、颗粒大小和比表面积、电 极极化性能、充放电稳定性等。目前国内外有许多研究单位在探索新的制备工艺来改善 电极性能。 采用常压干燥技术,成功地制备了碳气凝胶材料,通过控制制备条件,实现了碳气 凝胶材料微结构人为裁剪与控制。这些新型储能器件具有重量轻、体能密度高、无污染 等优点,是新一代绿色能源材料。多孔碳电极用于锂电池将优于枝晶锂电池,传统的电 极充电时枝晶会在阴极上成核,当枝晶越过电极跨度时将造成短路,从而限制了充电次 数。用多孔碳做电极时,锂离子嵌在石墨结构中,防止了锂金属的沉积和枝晶的形成, 而丰富的孔洞可提高电极与电池溶液的接触面积。碳气凝胶是由间苯二酚和甲醛在碱性 催化剂作用下,通过溶胶-凝胶和炭化工艺制备而成的。通过控制水和催化剂的用量, 可以控制其孔洞结构和密度,它的干燥过程也正由管来的超临界干燥向常压干燥发展, 以便降低气制备成本,改善其性能,使其得到更广泛的应用。碳气凝胶也可能成为电池 材料的理想选择。
同济大学
2021-04-11