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3负极材料的性能和一般制备方法负极材料的电导率一般都较高,则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂的化合物,如各种碳材料和金属氧化物。可逆地嵌入脱嵌锂离子的负极材料要求具有:1)在锂离子的嵌入反应中自由能变化小;2)锂离子在负极的固态结构中有高的扩散率;3)高度可逆的嵌入反应;4)有良好的电导行;5)热力学上稳定,同时与电解质不发生反应。一般制备负极材料的方法可综述如下。
1)在一定高温下加热软碳得到高度石墨化的碳;嵌锂石墨离子型化合物分子式为LiC6,其中的锂离子在石墨中嵌入和脱嵌过程动态变化,石墨结构与电化学性能的关系,不可逆电容量损失原因和提高方法等问题,都得到众多研究者的探讨。2)将具有特殊结构的交联树脂在高温下分解得到的硬碳可逆电容量比石墨碳高,其结构受原料影响较大,但一般文献认为这些碳结构中的纳米微孔对其嵌锂容量有较大影响,对其研究主要集中于利用特殊分子结构的高聚物来制备含更多纳米级微孔的硬碳。3)作为一种嵌锂材料,碳纳米管、巴基球C60等也是当前研究的一个新热点,成为纳米材料研究的一个分支。碳纳米管、巴基球C60的特殊结构使其成为高电容量嵌锂材料的最佳选择
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。从理论上说,纳米结构可提供的
嵌锂容量会比目前已有的各种材料要高,其微观结构已被广泛研究并取得了很大进展。
3正极
31纳米正极材料使用中的稳定性问题仍待解决人们对正极材料的研究远不如纳米负极材料研究得透彻。传统正极材料如LiCoO2,LiNiO2以及它们的固溶体纳米粒子的使用致使与电解液的反应大大增强,特别是在高温区,从而出现了在微米级别正极材料的使用中未尝遇到过的安全性问题,如M
的溶解,极化增大等。为了解决这些问题,研究人员进行了大量的研究,
f其研究方向主要有:优化设计合成方法、掺杂、进行表面改性、优化电解液来改善LiM
2O4和电解液的相容性等。郑雪萍10等在今年的《稀有金属快报》上对LiM
2O4循环稳定性衰减的原因进行了分析并对当然的解决办法作了较好的综述。
32调整电极材料形貌是增强电极容量的重要途径2000年Do
gW11等报道的V2O5气溶胶(无规非晶高孔容材料)比多晶无孔的V2O5粉末具有更大的电活性容量。这些气溶胶与电解液有很大的接触面积,可以支持高频工作,尽管由于过程中结构的改变或非常易发生反应的表面官能团导致循环性能成为一个问题。33插锂反应并不排斥相变的发生传统观点认为要保持锂电池快速可逆的电极反应,必须使用插层化r
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