锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点
石墨作为锂离子电池负极材料
石墨作为锂离子电池负极材料锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。
充电时,锂离子从正极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到负极中;放电时则相反,锂离子从负极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到正极中。
锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧,经干燥、滚压而成。
石墨由于具备电子电导率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点,成为目前主流的商业化锂离子电池负极材料。
石墨的嵌锂机理石墨导电性好,结晶程度高,具有良好的层状结构,十分适合锂离子的反复嵌入-脱嵌,是目前应用最广泛、技术最成熟的负极材料。
锂离子嵌入石墨层间后,形成嵌锂化合LixC6(0≤x≤1),理论容量可达372mAh/g(x=1),反应式为:xLi++6C+xe-→LixC6锂离子嵌入使石墨层与层之间的堆积方式由ABAB变为AAAA,如下图所示。
●石墨的改性处理由于石墨层间距(d002≤0.34nm)小于石墨嵌锂化合物LixC6的晶面层间距(0.37nm),致使在充放电过程中,石墨层间距改变,易造成石墨层剥落、粉化,还会发生锂离子与有机溶剂分子共同嵌入石墨层及有机溶剂分解,进而影响电池循环性能。
通过石墨改性,如在石墨表面氧化、包覆聚合物热解炭,形成具有核-壳结构的复合石墨,可以改善石墨的充放电性能,提高比容量。
●其它负极材料石墨是目前主流的商业化锂电负极材料,但由于石墨本身结构特性的制约,石墨负极材料的发展也遇到了瓶颈,比如比容量已经到达极限、不能满足大型动力电池所要求的持续大电流放电能力等。
因此业界也开始把目光投向非石墨类材料,比如硬碳和其它非碳材料(氧化锡、硅碳合金、钛酸锂等)。
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锂离子电池负极材料各自的优缺点
锂离子电池负极材料各自的优缺点锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一,其负极材料在电池性能和循环寿命方面起着重要作用。
本文将从几个常见的锂离子电池负极材料出发,分别介绍它们的优点和缺点。
1. 石墨(Graphite)优点:石墨是目前锂离子电池中最常用的负极材料之一,其优点如下:(1) 电化学稳定性好,具有较高的电导率和很好的循环寿命;(2) 能够实现相对较高的充放电容量;(3) 成本低廉,资源丰富,制备工艺成熟。
缺点:尽管石墨具有较好的性能,但也存在一些缺点:(1) 石墨的比容量相对较低,难以满足对高能量密度的要求;(2) 石墨材料存在一定的体积变化,会导致电池在循环过程中容量衰减;(3) 石墨材料在低温下的循环性能较差。
2. 硅(Silicon)优点:硅是一种具有高容量和高导电性的材料,逐渐成为锂离子电池负极材料的研究热点,其优点如下:(1) 硅具有较高的理论比容量,可以实现更高的能量密度;(2) 硅具有较好的导电性能,可以提高电池的功率密度;(3) 硅材料丰富,成本相对较低。
缺点:尽管硅具有较好的性能,但也存在一些缺点:(1) 硅材料在充放电过程中会发生体积膨胀,导致电极结构破坏和容量衰减;(2) 硅材料对于电解液中的锂离子扩散速率较慢,会影响电池的充放电速率;(3) 硅材料的制备工艺相对复杂,需要进一步提高工艺成熟度。
3. 磷酸铁锂(LiFePO4)优点:磷酸铁锂是一种具有优良特性的锂离子电池负极材料,其优点如下:(1) 磷酸铁锂具有较高的电化学稳定性和循环寿命,能够实现长循环寿命和高安全性;(2) 磷酸铁锂具有较高的理论比容量和较好的电导率;(3) 磷酸铁锂材料无毒无害,环保性能好。
缺点:尽管磷酸铁锂具有较好的性能,但也存在一些缺点:(1) 磷酸铁锂的比容量相对较低,难以满足高能量密度的需求;(2) 磷酸铁锂材料的制备工艺相对复杂,成本较高;(3) 磷酸铁锂材料的电导率较低,在高功率应用中表现较差。
锂离子电池负极主要材料
锂离子电池负极主要材料一、引言锂离子电池是一种广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域的高性能电池。
其由正极、负极、隔膜和电解液组成,其中负极是锂离子电池的重要组成部分。
本文将主要介绍锂离子电池负极的主要材料。
二、锂离子电池负极的作用锂离子电池负极是存储和释放锂离子的关键部分,其主要作用是在充放电过程中,通过嵌入和脱嵌过程来实现锂离子的存储和释放。
因此,选择合适的材料作为锂离子电池负极材料非常重要。
三、石墨石墨是目前应用最广泛的锂离子电池负极材料之一。
它具有良好的导电性能、化学稳定性和可靠性,并且价格相对较低。
石墨通常采用天然石墨或人造石墨制备,其中天然石墨主要包括颗粒状天然石墨和结晶状天然石墨。
人造石墨则是通过高温石墨化处理来制备的。
四、硅基材料硅基材料是一种新型的锂离子电池负极材料,其具有较高的理论比容量和能量密度。
但是,硅基材料在充放电过程中会发生体积扩大和收缩,导致电极破裂和损坏。
因此,目前主要采用的是硅纳米颗粒、硅纳米线等微纳米级别的材料来制备锂离子电池负极。
五、碳纤维碳纤维作为一种高强度、轻质的材料,近年来也被广泛应用于锂离子电池负极领域。
碳纤维具有良好的导电性能和机械性能,并且可以有效地嵌入和脱嵌锂离子。
但是,碳纤维成本相对较高,并且在充放电过程中也会出现体积变化问题。
六、金属氧化物金属氧化物作为一种新型的锂离子电池负极材料,在近年来也得到了广泛关注。
金属氧化物具有良好的电化学性能和稳定性,并且可以实现高比容量和长循环寿命。
目前常用的金属氧化物材料包括钛酸锂、钒氧化物、二氧化锰等。
七、其他材料除了上述几种主要的锂离子电池负极材料外,还有一些其他的材料也被应用于锂离子电池负极领域。
例如,石墨烯、碳纳米管等新型纳米材料,以及聚合物、聚合物复合材料等。
八、总结锂离子电池负极作为锂离子电池的重要组成部分,其主要材料包括石墨、硅基材料、碳纤维、金属氧化物等。
不同的材料具有不同的优缺点,在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
锂电池石墨负极材料
锂电池石墨负极材料
1石墨负极材料
石墨负极材料是在锂电池制造过程中不可缺少的重要组成部分,主要应用在锂离子电池中。
石墨负极具有良好的电化学性能、闭合孔结构、良好的热稳定性以及抗氧化等优点,因此深受人们的喜爱,更是历史上最受欢迎的一种负极材料,在制造锂电池中起到了重要的作用。
2石墨负极优点
(1)石墨具有独特的电化学性能,是一种良好的负极材料,石墨在电解液中可以延迟锂离子的电化反应,从而确保电池的安全性和可靠性;
(2)石墨具有优秀的抗氧化性能,使用寿命长,在低温环境下可以保持高比容,因此在锂电池中得到了广泛的应用;
(3)石墨具有良好的表现压克力性能,可以有效的帮助电池吸收冲击,增加电池的耐久性,而且具有均匀一致的尺寸结构,使遮蔽效果更好,从而保证电池的可靠性。
3生产工艺
石墨负极材料的生产工艺主要分为三个步骤:加工、涂层和装配。
首先选择优质的天然石墨进行深加工,使其达到技术要求后涂上
优质能够连接锂离子电池的膜隔层,之后把做好的石墨材料装入特定的电池管中,进行电池封装后即成品。
4小结
石墨负极材料是锂离子电池的核心组成部分,石墨具有优良的电化学性能、良好的抗氧化性能和良好的耐冲击性,它影响着电池的使用性能,是制造高品质锂电池的重要因素。
因此,生产石墨负极材料时,必须严格执行标准,确保质量合格,才能取得良好的结果。
锂电池负极材料石墨检测方法及参考标准
锂电池负极材料石墨检测方法及参考标准石墨检验检测石墨作为一种重要的非金属矿产资源,具有导电性、导热性、润滑性、可塑性和耐高温性等五大特性,使得它在工业上有广泛的应用。
在本节中,我将重点介绍石墨在锂离子电池领域的应用,以及相关的检测标准和方法。
锂离子电池锂离子电池是一种以锂离子为主要活性物质的二次电池。
锂离子电池具有能量密度高、自放电率低、无记忆效应、环保等优点,是目前最先进的可充电电池之一。
锂离子电池的主要组成部分有正极、负极、隔膜和电解液。
正极材料通常是含锂的金属氧化物或磷酸盐,如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等;负极材料通常是碳材料或锂金属,如石墨、硬碳、软碳等;隔膜是一种具有微孔结构的聚合物薄膜,如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等;电解液是一种含有锂盐的有机溶剂,如乙酸乙酯(EC)、二甲亚碳酸甲酯(DMC)、二甲亚碳酸乙酯(DEC)等。
锂离子电池的工作原理是利用锂离子在正极和负极之间的嵌入和脱出来实现充放电过程。
当电池充电时,锂离子从正极脱出,经过隔膜和电解液到达负极,并嵌入负极材料中;当电池放电时,锂离子从负极脱出,经过隔膜和电解液到达正极,并嵌入正极材料中。
同时,伴随着锂离子的运动,还有相应的电子在外部回路中流动,形成电流。
石墨作为负极材料石墨是目前最常用的锂离子电池负极材料之一。
石墨具有层状结构,每一层由六边形排列的碳原子组成。
层与层之间通过范德华力相连,形成层间距。
这些层间距可以容纳大量的锂离子,并且不会造成体积的显著变化。
石墨作为负极材料的优点有:(1)容量高:理论上,每个碳原子可以嵌入一个锂原子,形成LiC6化合物,其比容量可达372 mAh/g。
(2)循环寿命长:由于石墨嵌入和脱出锂离子时体积变化小,因此不会造成结构的损坏,从而保证了循环寿命的长久。
(3)成本低:石墨是一种丰富的自然资源,其价格相对较低,有利于降低锂离子电池的成本。
石墨作为负极材料的缺点有:(1)电压低:石墨嵌入锂离子时的平台电压约为0.1 V,这意味着锂离子电池的输出电压会受到限制。
锂离子电池负极材料各自的优缺点
锂离子电池负极材料各自的优缺点锂离子电池是目前应用最广泛的电池之一,其负极材料是决定其性能的重要组成部分。
常见的锂离子电池负极材料有石墨、硅及其合金、锡及其合金等,它们各自具有一定的优缺点。
1. 石墨石墨是目前最常用的锂离子电池负极材料之一。
它具有以下优点:(1) 高电导率:石墨具有优良的电导性能,可以快速地传递电子,提高电池的放电性能。
(2) 高循环稳定性:石墨经过表面处理后,可以提高锂离子的扩散速率,延长电池的循环寿命。
(3) 低成本:石墨是一种常见的材料,资源丰富,生产成本相对较低。
然而,石墨也存在一些缺点:(1) 低比容量:石墨的比容量较低,即单位质量材料所能储存的锂离子数量有限,限制了电池的能量密度。
(2) 高副反应:石墨在充放电过程中容易与电解液发生副反应,导致电池容量损失。
2. 硅及其合金硅及其合金是一种有潜力的锂离子电池负极材料。
它具有以下优点:(1) 高比容量:硅及其合金具有较高的比容量,可以储存更多的锂离子,提高电池的能量密度。
(2) 丰富资源:硅是地壳中第二丰富的元素,资源相对充足。
然而,硅及其合金也存在一些缺点:(1) 体积膨胀:硅在充放电过程中会发生体积膨胀,导致电极材料的破裂和容量衰减。
(2) 低电导率:硅及其合金的电导率较低,会导致电池内阻增加,影响电池的放电性能和循环寿命。
3. 锡及其合金锡及其合金是另一种常用的锂离子电池负极材料。
它具有以下优点:(1) 高比容量:锡及其合金具有较高的比容量,可以存储更多的锂离子,提高电池的能量密度。
(2) 良好的循环稳定性:锡及其合金经过表面处理后,可以提高电池的循环寿命。
然而,锡及其合金也存在一些缺点:(1) 体积膨胀:锡在充放电过程中同样会发生体积膨胀,导致电极材料的破裂和容量衰减。
(2) 低电导率:锡及其合金的电导率较低,会导致电池内阻增加,影响电池的放电性能和循环寿命。
总的来说,石墨、硅及其合金、锡及其合金是目前常用的锂离子电池负极材料。
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点一、石墨定义:1、石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
2、由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
二、石墨的特殊性质:1、导电性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
2、导热性:导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
3、耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
4、润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
由于其润滑性,在超细研磨里难度很高,使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。
5、化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
6、可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
7、抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
三、石墨的中国产地:1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。
以及黑龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。
2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。
3、吉林省磐石市也是石墨产地之一。
4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。
5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。
四、石墨世界著名产地:1、纽约Ticonderoga。
2、马达加斯加。
3、斯里兰卡(Ceylon)。
负极材料中石墨一次颗粒的缺点
石墨作为锂离子电池负极材料有什么缺点
石墨具有六元环碳网层状结构,碳碳之间是SP2杂化的,层层之间是分子用途力连接。
石墨锂离子电池具有成本低、结晶程度高,提纯、粉碎、分级技术成熟,充放电电压平台低,理论比容量高等优点。
石墨作为锂离子电池负极材料的缺点
1、与电解液相溶性差,且对其选择性高
在首次充放电过程中锂和碳形成的插入化合物在电解液中很不稳定,其很容易与电解液发生反应,其生成物一小部分溶于电解液中,而另一部分则在负极与电解液表面形成SEI膜。
SEI膜能阻止电解液分子继续供插入石墨负极,能大大提高电池的使用寿命。
2、大电流放电性能较差
石墨负极表面形成的SEI膜不均匀且厚,将导致Li+穿过SEI膜时间过长,且石墨本身具有高取向性,Li+只能垂直于石墨端面的C轴插入,大电流放电性能不理想。
3、由于其本身晶型结构所定,晶格和晶包参数的限制,插入Li+的数量有限,从而决定其容量。
1/1。
锂离子电池的负极材料
锂离子电池的负极材料锂离子电池是一种高效、环保的电池,广泛应用于移动电子设备、电动汽车等领域。
其中,负极材料是锂离子电池的重要组成部分,直接影响着电池的性能和寿命。
本文将从负极材料的种类、特点、优缺点等方面进行介绍。
一、负极材料的种类常见的锂离子电池负极材料主要有石墨、硅、锡、碳纳米管等。
其中,石墨是最常用的负极材料,因其价格低廉、稳定性好、容易加工等优点而被广泛应用。
硅、锡等材料具有更高的理论比容量,但由于其体积膨胀率较大,容易导致电池失效。
碳纳米管则是一种新型的负极材料,具有优异的导电性和机械性能,但其制备成本较高,目前仍处于研究阶段。
二、负极材料的特点1. 石墨:石墨是一种具有层状结构的材料,其层间距离为0.34nm,可以嵌入锂离子形成石墨锂化合物。
石墨具有较高的导电性和稳定性,但其比容量较低,只有372mAh/g。
2. 硅:硅是一种具有较高理论比容量的材料,其理论比容量可达4200mAh/g。
但由于硅材料在充放电过程中会发生体积膨胀,导致电池失效。
因此,目前硅材料的应用仍处于研究阶段。
3. 锡:锡是一种具有较高理论比容量的材料,其理论比容量可达994mAh/g。
但由于锡材料在充放电过程中也会发生体积膨胀,导致电池失效。
因此,目前锡材料的应用仍处于研究阶段。
4. 碳纳米管:碳纳米管是一种具有优异导电性和机械性能的材料,其比容量可达1000mAh/g。
但由于碳纳米管的制备成本较高,目前仍处于研究阶段。
三、负极材料的优缺点1. 石墨:石墨具有价格低廉、稳定性好、容易加工等优点,但其比容量较低,只有372mAh/g。
2. 硅:硅具有较高的理论比容量,但由于其体积膨胀率较大,容易导致电池失效。
3. 锡:锡具有较高的理论比容量,但由于其体积膨胀率较大,容易导致电池失效。
4. 碳纳米管:碳纳米管具有优异的导电性和机械性能,但其制备成本较高,目前仍处于研究阶段。
锂离子电池的负极材料是影响电池性能和寿命的重要因素。
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点
锂离⼦电池⽯墨负极材料的优点和缺点锂离⼦电池⽯墨负极材料的优点和缺点⼀、⽯墨定义:1、⽯墨是元素碳的⼀种同素异形体,每个碳原⼦的周边连结着另外三个碳原⼦(排列⽅式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分⼦。
2、由于每个碳原⼦均会放出⼀个电⼦,那些电⼦能够⾃由移动,因此⽯墨属于导电体。
⽯墨是其中⼀种最软的矿物,它的⽤途包括制造铅笔芯和润滑剂。
⼆、⽯墨的特殊性质:1、导电性:⽯墨的导电性⽐⼀般⾮⾦属矿⾼⼀百倍。
⽯墨能够导电是因为⽯墨中每个碳原⼦与其他碳原⼦只形成3个共价键,每个碳原⼦仍然保留1个⾃由电⼦来传输电荷。
2、导热性:导热性超过钢、铁、铅等⾦属材料。
导热系数随温度升⾼⽽降低,甚⾄在极⾼的温度下,⽯墨成绝热体。
3、耐⾼温性:⽯墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超⾼温电弧灼烧,重量的损失很⼩,热膨胀系数也很⼩。
⽯墨强度随温度提⾼⽽加强,在2000℃时,⽯墨强度提⾼⼀倍。
4、润滑性:⽯墨的润滑性能取决于⽯墨鳞⽚的⼤⼩,鳞⽚越⼤,摩擦系数越⼩,润滑性能越好。
由于其润滑性,在超细研磨⾥难度很⾼,使⽤叁星飞荣⽴式砂磨机可以研磨到纳⽶级别细度。
5、化学稳定性:⽯墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
6、可塑性:⽯墨的韧性好,可碾成很薄的薄⽚。
7、抗热震性:⽯墨在常温下使⽤时能经受住温度的剧烈变化⽽不致破坏,温度突变时,⽯墨的体积变化不⼤,不会产⽣裂纹。
三、⽯墨的中国产地:1、我国以⿊龙江鸡西市恒⼭区密⼭市柳⽑乡为最⼤的产地。
以及⿊龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭⼭市等。
2、⼭东省莱西市为我国⽯墨重要产地之⼀。
3、吉林省磐⽯市也是⽯墨产地之⼀。
4、内蒙古乌拉特中旗⾼勒图矿区发现全国最⼤晶质⽯墨单体矿。
5、陕西省煤⽥地质局⼀九四队在陕西洋县发现3条⽯墨矿带。
四、⽯墨世界著名产地:1、纽约Ticonderoga。
2、马达加斯加。
3、斯⾥兰卡(Ceylon)。
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点一、石墨定义:1、石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
2、由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
二、石墨的特殊性质:1、导电性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
2、导热性:导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
3、耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
4、润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
由于其润滑性,在超细研磨里难度很高,使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。
5、化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
6、可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
7、抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
三、石墨的中国产地:1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。
以及黑龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。
2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。
3、吉林省磐石市也是石墨产地之一。
4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。
5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。
储能用石墨负极
储能用石墨负极
储能用石墨负极通常指的是一种储能系统中的负极(负极极板),其中石墨被用作主要的活性材料。
这种石墨负极常见于锂离子电池等储能装置中。
在锂离子电池中,石墨通常作为负极材料使用,因为它具有以下优点:
1. 高能量密度:石墨具有较高的比表面积和储存锂离子的能力,有助于提高电池的能量密度。
2. 循环稳定性:石墨材料具有较好的循环稳定性,能够在多次充放电循环中保持较高的稳定性和可靠性。
3. 成本效益:石墨是相对廉价且较易获取的材料,能够降低电池制造成本。
4. 高导电性:石墨具有良好的导电性能,有利于电池的充放电过程。
尽管石墨负极在锂离子电池中应用广泛,但也存在一些局限性,比如容量相对较低,可能会限制电池的储能密度;此外,在极端温度条件下,石墨可能出现膨胀或收缩,影响电池的性能。
因此,研究人员正在不断探索和开发新型负极材料,以提高储能系统的性能,包括提高能量密度、延长循环寿命和改善安全性。
这些新型材料可能包括硅、石墨烯、金属氧化物等,以满足不同领域对于储能系统高性能的需求。
锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点
锂离子电池石墨负极材料得优点与缺点一、石墨定义:1、石墨就是元素碳得一种同素异形体,每个碳原子得周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式得多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
2、由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨就是其中一种最软得矿物,它得用途包括制造铅笔芯与润滑剂。
二、石墨得特殊性质:1、导电性:石墨得导电性比一般非金属矿高一百倍。
石墨能够导电就是因为石墨中每个碳原子与其她碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
2、导热性:导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低,甚至在极高得温度下,石墨成绝热体。
3、耐高温性:石墨得熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量得损失很小,热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
4、润滑性:石墨得润滑性能取决于石墨鳞片得大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
由于其润滑性,在超细研磨里难度很高,使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。
5、化学稳定性:石墨在常温下有良好得化学稳定性,能耐酸、耐碱与耐有机溶剂得腐蚀。
6、可塑性:石墨得韧性好,可碾成很薄得薄片。
7、抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度得剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨得体积变化不大,不会产生裂纹。
三、石墨得中国产地:1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大得产地。
以及黑龙江省得七台河市、鹤岗市与双鸭山市等。
2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。
3、吉林省磐石市也就是石墨产地之一。
4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。
5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。
四、石墨世界著名产地:1、纽约Ticonderoga。
2、马达加斯加。
3、斯里兰卡(Ceylon)。
五、石墨分类:1、天然石墨:石墨得工艺特性主要决定于它得结晶形态。
锂离子电池负极材料石墨的改性分析
2.理论依据:
a.能生成一些纳米级微孔或通道,这样增加锂 插入和脱出的通道,同时也增加锂的储存位置, 有利于可逆容量的提高。 b.表面形成—C—O—等与石墨晶体表面发生紧 密结合的结构,在锂的插入过程中形成致密钝 化膜,减少溶剂分子的共嵌入,从而抑制电解 液的分解,这样导致循环性能有明显改善。
缺点:
1. SEI膜的形成降低了首次循环效率,与有机 溶剂相容性差,容易发生溶剂化锂的共嵌,引 起石墨层的剥离,最终导致产生大的不可逆容 量,循环寿命变差以及安全问题。 2.石墨电极的电位达0V或更低时石墨电极上会 有锂沉积出来的缺陷。
b.石墨发生剥离是共插入的溶剂分子或它 的分解产物所产生的应力超过石墨墨片分 子间的吸引力(即范德华力)产生的,可显 著增大石墨层间距。如果石墨表面没有稳 定的SEI膜保护,就会引发石墨的剥落现 象。严格来说,石墨层间吸引力一定,石 墨剥落现象的发生主要取决于溶剂分子插 入石墨墨片分子间的容易程度以及是否存 在稳定的SEI膜。
b.非金属元素在掺入到石墨材料中时,有的 元素虽然对锂没有活性,但却可以促进石墨 材料的结晶性能,有利于可逆容量的提高。 如磷、硼、氮等。
c.有的元素可以带来储锂位置,与石墨形成 复合性物质,从而发挥两者的协同效应,提 高电极的电化学性能,如硅元素。
3.实验方法:
掺杂改性的关键是如何使掺杂元素均匀地 分布在石墨的表面,而石墨表面又是惰性 的,掺杂元素不容易沉积在石墨的表面, 要想很好地发挥两者的协同效应,应进一 步改进掺杂方法。
b.金属及其氧化物: 银包覆石墨,由于银具有良好的导电性能, 所以石墨在镀银之后内阻减小,电容量增加, 生成的SEI膜更加稳定,循环性能得到改善。 在石墨表面包覆金属镍,使得电极间颗粒改 为石墨-镍、镍-镍接触而适合用于大电流放 电,容量也得到了提高,但循环性能没有太 大的改善。
石墨作为锂离子电池负极材料的优缺点分析
石墨作为锂离子电池负极材料的优缺点分析随着智能设备、电动汽车等电子产品的不断发展,锂离子电池作为一种重要的蓄电器件已经得到了广泛的应用。
而在锂离子电池中,负极材料是影响电池性能的关键因素之一。
近年来,石墨作为一种锂离子电池负极材料已引起了广泛的关注。
本文将从石墨作为锂离子电池负极材料的优缺点进行分析。
一、石墨作为锂离子电池负极材料的优点1. 成本低廉:石墨作为一种普遍存在的材料,其成本非常低廉,对于大规模商业生产来说,能够有效地控制成本,保证锂离子电池的价格合理。
2. 寿命长:与其他材料相比,石墨的使用寿命相对较长。
石墨能够保持较长时间的电荷和放电周期,因此能够有效地增加电池的使用寿命。
3. 重量轻:石墨具有非常轻的密度,相对于其他材料,石墨的重量非常轻,因此能够有效地改善电池的总重量,提高整个系统的效率。
4. 稳定性好:石墨具有很高的化学稳定性,对于一些化学试剂的侵蚀能力很强。
因此,在锂离子电池中作为负极材料具有良好的稳定性。
5. 循环性能好:由于石墨材料的结构比较稳定,因此能够很好地重复进行电荷与放电过程,在长时间的使用过程中,石墨负极还能够保持良好的性能。
二、石墨作为锂离子电池负极材料的缺点1. 石墨具有很低的比容量:由于石墨的比容量相对较低,放电容量也相对较小,因此在锂离子电池的实际应用中,相对于其他材料,石墨的容量表现不如其他材料。
2. 对锂离子扩散的限制:由于石墨的晶格结构,其微结构比较紧密,限制了锂离子的扩散速度。
当电池需要在短时间内快速充放电时,石墨材料的限制就会显得比较明显。
3. 石墨潜在的危险性:在长时间的使用过程中,经过了多次的充放电过程,石墨材料可能会发生焦化现象,导致石墨的电导率降低,从而对电池性能产生不良影响。
4. 需要保持高纯度:石墨作为电池负极材料,需要很高的纯度,否则会影响电池的实际性能。
因此,石墨材料需要在制备过程中更加严格地控制成分和形貌。
综上所述,虽然石墨在锂离子电池负极材料中拥有许多优点,如成本低、稳定性好等等,但其也存在不少缺点,如比容量低、对锂离子扩散的限制等等。
关于锂离子电池负极材料的研究分析
关于锂离子电池负极材料的研究分析摘要:锂离子电池是绿色环保的可充电电池系统之一,具有电压高,循环寿命长,毒性低和安全性高的优点。
负极材料是锂离子电池的重要组成部分,传统商业石墨具有价格低廉和导电性好的优点,是最广泛的工业负极材料。
然而,石墨的放电容量较低,这限制了其在高能量密度电池中的应用。
能够提供高放电容量的新型负极材料的开发已成为突破锂离子电池广泛应用限制的关键。
关键词:锂离子电池;负极材料;研究引言:锂离子电池的比容量主要取决于正负极材料。
正极材料已经达到其各自理论比容量极限的情况下,锂离子电池比容量的提升只能依靠负极材料的发展。
在新型碳材料中,石墨烯自诞生以来就受到了研究人员的青睐。
锂离子可以储存在石墨烯片的两侧。
基于双电层吸附结构,石墨烯的理论比容量非常高,相当于传统石墨负极的2倍。
一锂离子电池负极材料的基本特点锂电子电池负极材料对锂离子电池性能的提升有着十分重要的作用,锂电子负极材料在使用的过程中要具备以下几个条件:第一,锂离子负极材料要为层状结构或者隧道结构,这样结构能够使得锂离子脱嵌,并在锂离子出现脱出、嵌入时不会出现明显的结构变化,从而使得锂离子电池电极具备良好的充放电能量,提高电池的使用寿命。
第二,锂离子要能够尽可能多的完成嵌入和脱出,从而使得电子具有较高的可逆性。
同时,在锂离子脱嵌的过程中电池本身要能够实现平稳的充电和放电。
第三,第一次不可逆电池的放电量比较小。
第四,锂离子电池负极材料要具备较强的安全性能。
第五,锂离子电池材料和电解质溶剂的相容性比较好。
第六,锂离子电池负极材料资源获取丰富、多样,价格低廉。
二锂离子电池负极材料的基本类型(1)碳材料①石墨。
碳材料按照结构可以划分为石墨和无定形碳元素。
石墨是锂离子电池常用的碳负极材料,具备良好的导电性和结晶度,且石墨本身还具备完整的层状晶体结构,十分适合锂离子的嵌入和脱出。
在工业领域会选择多鳞片的石墨来作为碳负极原材料。
②无定形碳。
锂离子电池负极材料各自的优缺点
锂离子电池负极材料各自的优缺点锂离子电池作为目前最主流的电池之一,其负极材料的选择对于电池性能的提升具有至关重要的作用。
本文将从锂离子电池负极材料的角度出发,分别介绍几种常见的负极材料及其优缺点。
一、石墨石墨是目前最常用的锂离子电池负极材料之一,具有以下优点:1. 高能量密度:石墨的理论比容量为372mAh/g,可以提供相对较高的储能量;2. 低成本:石墨资源丰富,生产成本相对较低;3. 良好的电化学稳定性:石墨在锂离子电池中具有良好的循环稳定性和电化学稳定性。
然而,石墨也存在一些缺点:1. 低容量:相比其他材料,石墨的比容量较低,无法满足高能量密度需求;2. 体积膨胀:在充放电过程中,锂离子的嵌入/脱嵌会导致石墨体积的膨胀,影响了电池的循环寿命;3. 电导率较低:石墨的电导率较低,限制了电池的充放电速率。
二、硅硅是一种有望替代石墨的负极材料,具有以下优点:1. 高容量:硅的理论比容量远高于石墨,可以提供更高的储能量;2. 丰富的资源:硅是地壳中第二丰富的元素,资源丰富;3. 可持续性:硅是一种可再生资源,有利于环保。
然而,硅也存在一些缺点:1. 体积膨胀:硅在充放电过程中会发生较大的体积膨胀,导致电极材料破裂,影响电池循环寿命;2. 低电导率:硅的电导率较低,限制了电池的充放电速率;3. 循环稳定性差:硅材料在长时间循环中容易失活,导致电池性能下降。
三、锡锡是另一种备受关注的锂离子电池负极材料,具有以下优点:1. 高容量:锡的理论比容量较高,可以提供更高的储能量;2. 较好的循环稳定性:相比硅材料,锡材料的循环稳定性更好,能够保持较高的容量;3. 电导率较高:锡的电导率相对较高,有利于提高电池的充放电速率。
然而,锡也存在一些缺点:1. 体积膨胀:锡在充放电过程中会发生一定程度的体积膨胀,影响电池循环寿命;2. 低电压平台:锡的电化学嵌入/脱嵌反应电压平台较低,限制了电池的工作电压范围;3. 高成本:相比石墨,锡材料的生产成本较高。
石墨负极材料现状及未来发展趋势
石墨负极材料是锂离子电池中至关重要的一部分,它的性能直接影响着电池的循环性能、能量密度以及安全性。
对石墨负极材料的研究和开发具有重要意义。
本文将从当前石墨负极材料的研究现状入手,分析其存在的问题,并展望其未来发展趋势。
一、当前石墨负极材料研究现状1. 石墨负极材料的基本特性石墨是一种具有层状结构的材料,其晶格中的碳原子呈现六角形排列。
这种结构使得石墨具有良好的导电性和机械性能,因此被广泛应用于锂离子电池中的负极材料。
2. 石墨负极材料的优势相比于其他材料,石墨负极材料具有循环稳定性好、容量较高、价格低廉等优点,因此被广泛应用于商业化的锂离子电池中。
3. 石墨负极材料存在的问题然而,由于其在充放电过程中容易产生锂金属析出、固体电解质界面膜(SEI膜)不稳定等问题,导致了锂离子电池的循环寿命和安全性受到限制。
二、石墨负极材料的未来发展趋势1. 新型石墨负极材料的研发为了解决现有石墨负极材料存在的问题,科研人员正在积极探索开发新型石墨负极材料,如硅基石墨复合材料、氧化石墨烯等,以提升电池的循环寿命和安全性。
2. 石墨负极材料的表面改性通过表面涂层、界面调控等手段,可以有效地提升石墨负极材料的循环稳定性和电化学性能,为锂离子电池的应用提供更好的性能保障。
3. 石墨负极材料的工业化生产随着锂离子电池产业的快速发展,对于石墨负极材料的工业化生产需求也在不断增加,研究人员将不断努力提升石墨负极材料的制备工艺和质量控制水平。
4. 石墨负极材料的多功能化未来,石墨负极材料可能不仅仅作为电池负极材料,还可能具备其他的功能,如光催化、储能等,这将为石墨负极材料的应用拓展带来新的机遇。
三、结语石墨负极材料是锂离子电池中不可或缺的一部分,其性能的提升对于电池的整体性能具有重要意义。
当前,石墨负极材料的研究正在不断深入,未来的发展将更加多样和多元化,我们对石墨负极材料的进一步研发和应用充满期待。
四、新型石墨负极材料的研发随着能源需求和环境保护意识的提升,对锂离子电池的性能要求也越来越高。
锂离子负极材料
锂离子负极材料一、概述锂离子电池是目前最常用的可充电电池,其正极材料主要为锂钴氧化物(LiCoO2)等,而负极材料则是决定电池性能的关键之一。
锂离子负极材料主要包括石墨、硅、锡等。
其中,石墨是目前最常用的负极材料,但其容量已经到达瓶颈,因此需要寻找新型的负极材料。
二、石墨负极材料1.优点石墨作为锂离子电池中最常用的负极材料,具有以下优点:(1)高安全性:石墨在充放电过程中不会发生金属锂沉积,从而避免了热失控和爆炸等安全问题。
(2)稳定性好:石墨在充放电过程中循环稳定性好,可以保持较长时间的循环寿命。
(3)价格低廉:相对于其他负极材料来说,石墨价格低廉。
2.缺点虽然石墨具有许多优点,但也存在一些缺点:(1)容量限制:石墨的理论容量仅为372mAh/g,已经接近极限。
(2)低能量密度:由于石墨的容量限制,其能量密度相对较低。
三、硅负极材料1.优点硅作为一种新型的锂离子负极材料,具有以下优点:(1)高容量:硅的理论容量达到4200mAh/g,是石墨的10倍以上。
(2)高能量密度:由于硅的高容量,其能量密度也相应提高。
2.缺点虽然硅具有许多优点,但也存在一些缺点:(1)体积膨胀:在充放电过程中,硅会发生体积膨胀现象,导致材料变形、龟裂等问题。
(2)循环不稳定性:由于体积膨胀等问题,硅在充放电过程中循环不稳定性较差,寿命较短。
四、锡负极材料1.优点锡作为一种新型的锂离子负极材料,具有以下优点:(1)高容量:锡的理论容量达到990mAh/g左右,比石墨大两倍以上。
(2)高能量密度:由于锡的高容量,其能量密度也相应提高。
2.缺点虽然锡具有许多优点,但也存在一些缺点:(1)容量衰减:在充放电过程中,锡会发生容量衰减现象,导致材料性能下降。
(2)体积膨胀:与硅类似,锡在充放电过程中也会发生体积膨胀现象,导致材料变形、龟裂等问题。
五、其他负极材料除了石墨、硅、锡之外,还有一些新型的负极材料值得关注:(1)石墨烯:石墨烯具有优异的电导率和机械强度,在电池领域具有广泛应用前景。
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锂离子电池石墨负极材料的优点和缺点一、石墨定义:1、石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。
2、由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。
石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。
二、石墨的特殊性质:1、导电性:石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。
石墨能够导电是因为石墨中每个碳原子与其他碳原子只形成3个共价键,每个碳原子仍然保留1个自由电子来传输电荷。
2、导热性:导热性超过钢、铁、铅等金属材料。
导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
3、耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。
石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
4、润滑性:石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小,鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。
由于其润滑性,在超细研磨里难度很高,使用叁星飞荣立式砂磨机可以研磨到纳米级别细度。
5、化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
6、可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
7、抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
三、石墨的中国产地:1、我国以黑龙江鸡西市恒山区密山市柳毛乡为最大的产地。
以及黑龙江省的七台河市、鹤岗市和双鸭山市等。
2、山东省莱西市为我国石墨重要产地之一。
3、吉林省磐石市也是石墨产地之一。
4、内蒙古乌拉特中旗高勒图矿区发现全国最大晶质石墨单体矿。
5、陕西省煤田地质局一九四队在陕西洋县发现3条石墨矿带。
四、石墨世界着名产地:1、纽约Ticonderoga。
2、马达加斯加。
3、斯里兰卡(Ceylon)。
五、石墨分类:1、天然石墨:石墨的工艺特性主要决定于它的结晶形态。
结晶形态不同的石墨矿物,具有不同的工业价值和用途。
2、人造石墨:广义上,一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨,如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等。
而狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂,经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料,如石墨电极、等静压石墨等。
人造石墨就成型方式通常可分为:振动成型,挤压成型,模压成型,等静压成型。
3、块状石墨:块状石墨又叫致密结晶状石墨。
此类石墨结晶明显晶体肉眼可见。
颗粒直径大于0.1毫米,比表面积范围集中在0.1-1m2/g,晶体排列杂乱无章,呈致密块状构造。
这种:石墨的特点是品位很高,一般含碳量为60~65%,有时达80~98%,但其可塑性和滑腻性不如鳞片石墨好。
4、鳞片石墨:石墨晶体呈鳞片状;这是在高强度的压力下变质而成的,有大鳞片和细鳞片之分。
此类石墨矿石的特点是品位不高,一般在2~3%,或10~25%之间。
是自然界中可浮性最好的矿石之一,经过多磨多选可得高品位石墨精矿。
这类石墨的可浮性、润滑性、可塑性均比其他类型石墨优越;因此它的工业价值最大。
5、隐晶质石墨:隐晶质石墨又称微晶石墨或土状石墨,这种石墨的晶体直径一般小于1微米,比表面积范围集中在1-5m2/g,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。
此类石墨的特点是表面呈土状,缺乏光泽,润滑性比鳞片石墨稍差。
品位较高。
一般的60~85%。
少数高达90%以上。
一般应用于铸造行业比较多。
主要蕴藏在湖南郴州鲁塘。
随着石墨提纯技术的提高。
土状石墨应用越来越广泛。
六、石墨特种成型方式:石墨在工业上运用极广,几乎每个行业都会用到。
工业上多用的是人造石墨,也就是特种石墨。
按其成型的方式可分为以下几种。
1、等静压石墨。
也就是很多人叫的三高石墨,但是并不是三高就是等静压。
2、模压石墨。
3、挤压石墨,多为电极材料。
其中按石墨的颗粒度分,也可分为:1、细节构石墨。
2、中粗石墨(一般的颗粒度在0.8mm左右)。
3、电极石墨(2-4mm)。
七、石墨晶体结构:1、金属晶体:在石墨晶体中,同层的碳原子以sp2杂化形成共价键,每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连。
六个碳原子在同一个平面上形成了正六连连形的环,伸展成片层结构,这里C-C键的键长皆为142pm,这正好属于原子晶体的键长范围,因此对于同一层来说,它是原子晶体。
在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们相互重叠。
电子比较自由,相当于金属中的自由电子,所以石墨能导热和导电,这正是金属晶体特征。
因此也归类于金属晶体。
2、混合晶体:石墨晶体中层与层之间相隔340pm,距离较大,是以范德华力结合起来的,即层与层之间属于分子晶体。
但是,由于同一平面层上的碳原子间结合很强,极难破坏,所以石墨的熔点也很高,化学性质也稳定。
鉴于它的特殊的成键方式,不能单一的认为是原子晶体或者是分子晶体,按现代的表述方式,认为石墨是一种混合晶体。
八、石墨的应用:1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。
2、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。
3、作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。
润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。
许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。
石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
4、石墨具有良好的化学稳定性。
经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。
广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
5、不透性石墨的品种因所含树脂不同,耐蚀性也有差异。
如酚醛树脂浸渍者耐酸,但不耐碱;糠醇树脂浸渍者既耐酸,又耐碱。
不同品种的耐热性也有差异:碳和石墨在还原性气氛中可耐2000~3000℃,在氧化气氛中分别在350℃和400℃开始氧化;不透性石墨品种随浸渍剂而异,一般由酚醛或糠醇浸渍者耐热在180℃以下。
6、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。
生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。
单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。
此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。
7、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是应用较多的一种原子反应堆。
作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。
作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。
特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。
在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
8、石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。
此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。
9、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。
石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。
10、电极:20世纪60年代,铜做为电极材料被广泛应用,使用率约占90%,石墨仅有10%左右;21世纪,越来越多的用户开始选择石墨作为电极材料,在欧洲,超过90%以上的电极材料是石墨。
石墨超细研磨均需使用叁星飞荣立式砂磨机,才能有效研磨到纳米级别,应用到电池里面去,发挥石墨的巨大作用。
九、石墨新用途:1、柔性石墨又称膨胀石墨。
1971年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德、日、法也开始研制生产。
这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。
是一种理想的密封材料。
广泛用于石油化工、原子能等工业领域。
国际市场需求量逐年增长。
2、轻工业应用:此外,石墨还是轻工业中玻璃和造纸的磨光剂和防锈剂,是制造铅笔、墨汁、黑漆、油墨和人造金刚石、钻石不可缺少的原料。
它是一种很好的节能环保材料,美国已用它做为汽车电池。
随着现代科学技术和工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,已成为高科技领域中新型复合材料的重要原料,在国民经济中具有重要的作用。
十、石墨应用在电池负极材料的优点:1、首先石墨来源丰富。
2、经过改性后振实密度高。
3、电化学性能稳定。
4、比容量可以做到跟理论容量比较接近。
十一、石墨应用在电池负极材料的缺点:1、克容量不足,不太能满足动力电池的需求2、如果纯度不够,副反应较多。
3、层状结构稳定性有待提高。
4、倍率性能不好。
5、充放电平台过低。