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電極中的各種材料及其基本用途特性

2022-07-20      1970
 一、材料理化性能定義及描述

比表面積(m2/g):指材料單位質(zhì)量粒子所具有的表面積。(測試方法:計(jì)算單位重量的材料所吸附的氬氣體積)。粒徑(µm):材料顆粒大小的描述,指材料粒子的直徑大小。D50則描述材料平均粒徑大小。振實(shí)密度(g/cm3):材料通過一定機(jī)械振動所得單位質(zhì)量所振實(shí)下去的體積。

另外,還有材料本身結(jié)構(gòu)、外觀型態(tài)、放電容量、容量效率、雜質(zhì)含量等也是各項(xiàng)材料性能制約因素。

二、電極中的各種材料及其基本用途特性

1、導(dǎo)電劑類

碳墨類導(dǎo)電劑,屬無定形碳,導(dǎo)電性能良好,有強(qiáng)吸附性,比表面積大,約為60-100 m2/g,其本身沒有容量。人造石墨類導(dǎo)電劑,導(dǎo)電性較碳墨類稍差,但比表面積較小,為10-30m2/g,本身有容量,約為290mAh/g,其加工性能較好。另外還有天然石墨類,因其本身導(dǎo)電性良好,也可作為導(dǎo)電劑,又因本身容量較高,也可作為負(fù)極材料。而納米級碳纖維,導(dǎo)電性能良好,加工性能良好,但價(jià)格昂貴。

2、電極材料

就一般鋰離子二次電池而言正極材料:鈷酸鋰,本身克容量135-150mAh/g,壓實(shí)密度3.65-4.00g/cc,LiCoO2為正極的鋰離子電池具有開路電壓高、比能量高(理論比能量1068Wh,理論容量274mAh/g)、循環(huán)壽命長、能快速放電的特點(diǎn),但價(jià)格貴。負(fù)極材料:人造石墨、中間相碳微球、天然石墨改性類等等。普通人造石墨:克容量290-310mAh/g,壓實(shí)1.45-1.55g/cc。中間相碳微球:克容量310-320mAh/g,壓實(shí)1.55-1.65g/cc。天然石墨改性:克容量320-340mAh/g,壓實(shí)1.55-1.65g/cc。

3、膠類

對于俗名為PVDF的高分子膠來說,其化學(xué)名為聚偏氟乙烯,其粘度的大小受分子量、官能團(tuán)位置及加工工藝影響。一般來說,對于相同加工工藝、相同官能團(tuán)位置,則其分子量越大其粘度越高,但隨著粘度的增高,其對漿料的沉降現(xiàn)象也就更為明顯。而CMC和SBR則為水性體系中所配合使用的膠。CMC(羧甲基纖維素納):白色或微黃色粉末,本身有粘接性能,但在水性體系中其最基本作用還是分散材料及SBR。SBR(丁苯橡膠乳 ):白色帶淺藍(lán)色乳狀液體,高分子化合物,與CMC混合使用,其粘接性能較好。
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