高纯石墨碳材制备锂离子电池负极材料资料工艺分析解析_陈荣文档.pdf

第 41 卷第 6 期 现代冶金 Vol.41 No.6 2013 年 12 月 Modern Metallurgy Dec.2013 高纯石墨碳材制备锂离子电池负极材料工艺分析 陈 荣 （镇江焦化煤气集团有限公司，江苏 镇江 212003 ） 摘 要：介绍了锂离子电池负极材料的类型，提出了采用高纯石墨碳碳材制备负极材料的工艺流程。 关键词：锂离子电池；负极材料；负材材料；中间相碳微球 中图分类号：TM911 引 言 增加与电解液的相容性、减少不可逆容量、增加倍 率性能还是目前应用研究的一个热点。氧化物负极 锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌 材料钛酸锂，对其进行掺杂，提高电子、离子传导 入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极 性是目前应用研究的一个热点。非石墨类碳材料和 和负极的二次电池体系。充电时，锂离子从正极脱 合金和其它氧化物负极材料，虽然容量很高，但是 嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；放电时则 循环稳定性问题一直未能解决，对其的改性研究仍 相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌 在探索中，得到大规模的实际应用尚需时日。 入到正极中。 锂离子电池的发展源于 20 世纪 90 年代，至今 2 采用高纯石墨碳碳材制备负极材料 不过 20 年，在过去的 20 年是锂电行业的一次飞跃， 随着各国对环境、新能源的重视，锂离子电池更会 石墨导电性好，结晶程度高，具有良好的层状 有突飞猛进的发展。目前，世界信息化的飞速发展， 结构，十分适合锂离子的反复嵌入-脱嵌，是目前应 也对高能便携电源的需求激增，加大了对锂离子电 用最广泛、技术最成熟的负极材料。锂离子嵌入石 池的需求，大容量动力电池的的应用，加大了对电 墨层间后，形成嵌锂化合LixC6 （0≤x≤1 ），理论容 池材料，尤其是高性能负极材料的需求。高容量、 量可达 372mAh/g （x=1 ）。石墨由于具备电子电导 有着可靠循环性的负极材料成为人们研究的一个 率高、锂离子扩散系数大、层状结构在嵌锂前后体 重点。 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。采用高纯 1 负极材料的类型 石墨碳碳材制备负极材料的关键在于负极材料原 料的合理选用和工艺路线。 锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂 2.1 负极材料原料的选用 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。负极材料是锂离子电池的 锂电池负极材料要求较为严格，主要包括以下 主要组成部分，负极材料性能的好坏直接影响到锂 几点：（1 ）正负极的电化学位差大；（2 ）锂离子的 离子电池的质量。因此，锂离子电池负极材料未来 嵌入反应自由能变化小；（3 ）锂离子的可逆容量大， 将向着高容量、高能量密度、高倍率性能、高循环 理离子嵌入量的多少对电极电位影响不大，这样可 性能等方面发