鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:616次 | 2019年04月10日
錫基合金電極材料在電池方面的應(yīng)用
鋰離子電池作為一個(gè)重要部件在消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品,例如手機(jī)、手提電腦、數(shù)碼相胡加數(shù)碼報(bào)像機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。
與此同時(shí),隨著手機(jī)功能的增強(qiáng)和畫(huà)像和數(shù)字傳翰等通訊情報(bào)甘的增加,電池的俠用時(shí)間縮短,電池容全的不足困擾粉廣大的消費(fèi)者。
最近,高性能電動(dòng)汽車(chē)和機(jī)器人等移動(dòng)物體的研究進(jìn)展迅速,但電池容盆不足極大的限制了實(shí)用化和普及化進(jìn)程。
目前,以碳(石墨)作為負(fù)極材料的侄離子電池在高端消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用,它的理論容量為372MAH/g(重量比容量)和855MAH/g(休積比容量),距金屬鋰3860MAH/g和2060MAH/g的容量相差甚遠(yuǎn),因此,有必要促進(jìn)高容全負(fù)極材料的研究開(kāi)發(fā)。
為了提高侄離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)容量,同時(shí)防止鋰枝晶的產(chǎn)生,人們利用合金作為負(fù)極材料。合金材料有一個(gè)很大的銳點(diǎn),在深度充放電時(shí),伴隨著非常大的體積膨脹,從而導(dǎo)致材料微粉化,相互之間接觸減少,從電極基體上脫落,最終導(dǎo)致電極容量降低,壽命縮短。
為了提高和改善合金負(fù)極材料的壽命,緩和理吸收過(guò)程中的體積膨脹是關(guān)健。近年來(lái),人們應(yīng)用新概念、新技術(shù)和新方法,比如中間合金、納米技術(shù)、薄膜技術(shù)、復(fù)合材料概念、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,來(lái)研究侄儲(chǔ)藏合金體系,可謂渴故知新,使之煥發(fā)出新的活力,近幾年來(lái),鋰儲(chǔ)藏合金材料的論文發(fā)表數(shù)量急劇增加。
錫墓鈕儲(chǔ)藏合金由于比容量高、價(jià)格便宜、環(huán)境友好而受到了廣泛的關(guān)注。然而充放電過(guò)程中由于鋰的嵌入和抽出而導(dǎo)致大的電極體積的變化,限制了該電極材料的應(yīng)用。
合金薄膜電極經(jīng)過(guò)熱處理后,由于中同合金cu0s05的形成,電極的循環(huán)壽命和庫(kù)倫效率大幅度提商。300周充放電循環(huán)后,電極的容量仍然保持在200mahg。研究發(fā)現(xiàn)充放電過(guò)程中參與反應(yīng)生成中間過(guò)渡相l(xiāng)i2cusn,降低了充放電過(guò)程中的體積膨脹。同時(shí),薄膜電極表面由于有機(jī)電解液的分解,生成了一層6m厚的碳酸鈕載化物層。
錫墓合金薄膜電極充電時(shí)的體積腳脹很大程度上應(yīng)歸功于合金表面載化物層的形成,因此,尋找一種更加合適的有機(jī)電解液組分是金屬合金材料在新型鋰離子電池中應(yīng)用的一個(gè)重要的課題。
所有的結(jié)果表明,錫基合金電極材料將是一個(gè)非常有希望的鋰離子電池負(fù)極材料。