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負(fù)極指電源中電位(電勢)較低的一端。在原電池中,是指起氧化作用的電極,電池反應(yīng)中寫在左邊。從物理角度來看,是電路中電子流出的一極。而負(fù)極材料,則是指電池中構(gòu)成負(fù)極的原料,目前常見的負(fù)極材料有碳負(fù)極材料、錫基負(fù)極材料、含鋰過渡金屬氮化物負(fù)極材料、合金類負(fù)極材料和納米級負(fù)極材料。
1、鋰離子電池負(fù)極材料的研究進(jìn)展
鋰離子電池的負(fù)極是由負(fù)極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè),經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰離子電池能否成功地制成,關(guān)鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負(fù)極材料。
一般來說,選擇一種好的負(fù)極材料應(yīng)遵循以下原則:比能量高;相對鋰電極的電極電位低;充放電反應(yīng)可逆性好;與電解液和粘結(jié)劑的兼容性好;比表面積小(<10m2/g),真密度高(>2.0g/cm3);嵌鋰過程中尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性好;資源豐富,價格低廉;在空氣中穩(wěn)定、無毒副作用。目前,已實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料一般都是碳素材料,如石墨、軟碳(如焦炭等)、硬碳等。正在探索的負(fù)極材料有氮化物、PAS、錫基氧化物、錫合金、納米負(fù)極材料,以及其他的一些金屬間化合物等。
2、鋰離子電池負(fù)極材料的燒結(jié)設(shè)備
全自動氣氛保護(hù)隧道式電阻爐用于石墨負(fù)極材料的燒成。工藝簡述在99.99%的氮?dú)夥毡Wo(hù)下對石墨進(jìn)行燒結(jié)。產(chǎn)品中含有瀝青等揮發(fā)物,不含有洗油,洗油己由定作方先期處理。燒成周期:約22小時各溫區(qū)劃分、進(jìn)氣管路、煙囪位置詳見工藝曲線圖。
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