リチウム電池のカソード材料の「4つの大君主」の特徴は何ですか

リチウムイオン電池の負極は、負極活物質炭素材料または非炭素材料、接着剤と添加剤の混合物でできており、乾燥、ロールを通して、ペースト接着剤を銅箔の両側に均一に塗ります。圧縮になります。カソード材料はリチウムイオン電池の本体であり、充電および放電中にリチウムイオンを埋め込み、放出します。

リチウム電池を充電すると、正極のリチウム原子がイオン化してリチウムイオンと電子になり、リチウムイオンが負極に移動して電子とリチウム原子を合成します。放電中、リチウム原子はグラファイト結晶の負極表面からリチウムイオンと電子にイオン化し、正極でリチウム原子を合成します。

カソード材料は、主にリチウム電池の最初の効率とサイクル性能に影響を与えます。カソード材料の性能も、リチウム電池の性能に直接影響します。負の材料は、リチウム電池の総コストの約5〜15％を占めます。アノード材料の種類には、カーボン負極と非カーボン負極があります。技術的な観点から、将来のリチウムイオン電池のカソード材料は、多様な特性を示すでしょう。

技術の進歩に伴い、リチウムイオン電池の正極材料は、単一の人工黒鉛から天然黒鉛、中間相炭素ミクロスフェア、人工黒鉛、ソフトカーボン/ハードカーボン、アモルファスカーボン、チタン酸リチウム、シリコンカーボン合金などのアノードに発展しました。材料が共存します。

4つのネガティブマテリアル

専用グラフェン

グラフェンは、たった1原子の厚さの炭素原子でできた二次元結晶です。薄い質感、高い硬度、速い電子運動により、新素材の王様として科学者から広く評価されています。新エネルギー市場による優れた化学的性質の「王様」ですが、これまでのところ「概念的」段階にとどまっています。

グラフェンをリチウムアノード材料として使用する場合、上流と下流の独立した産業チェーン、高価格、複雑なプロセスが必要であり、多くのアノード材料メーカーは敬遠します。それでも、前進するのに苦労している国内企業がいくつかあります。現在、ampo、dafu technology、beitriなどの有名な中国企業がグラフェン産業を展開し始めています。

しかし、業界では、カソード材料としてのグラフェンについて疑問が高まっています。一部の人々は、グラフェンの振動と圧縮の密度が非常に低く、コストが高いため、バッテリーのカソード材料としてのグラフェンの見通しが非常に薄いと考えています。しかし、その人気が続いていることを考えると、それを一党覇権と呼ぶのは公正です。

人工黒鉛の「家」の管理

現在、陽極材料は主に天然黒鉛と人工黒鉛です。湖州チュアンヤのゼネラルマネージャーであるフーボーは、次のように述べています。「天然黒鉛グラムは、大容量、シンプルなプロセス、低価格です。人工黒鉛プロセスは、より複雑で、高価ですが、リサイクルと安全性能が向上しています。さまざまな技術的改善手段を通じて、 2種類のグラファイトアノード材料は「長所と短所を回避する」ことができますが、現在、パワーバッテリー用の人工グラファイトは特定の利点を占めています。

そして、この1つの見方も市場で証明されました。関連するメディア調査データによると、今年の第1四半期の中国の天然黒鉛の生産量は4,770トンで、前年比16.3％増加しました。人工黒鉛の出荷量は15,160トンに達し、前年比110.5％増加した。上記のデータによると、人工黒鉛の出荷量は天然黒鉛よりもはるかに多く、この現象の重要な理由は、今年これまでのところ市場でのパワーバッテリーの強い需要です。

安定した特性を持つ中間相カーボンミクロスフェア

中間相炭素ミクロスフェアは、高度の黒鉛化、安定した構造、および優れた電気化学的特性を備えた典型的なソフトカーボンです。中国資源ネットワークの研究部門の統計によると、2012年の中国のカソード材料の出荷量は27,650トンで、そのうち天然黒鉛が59％、人工黒鉛が30％、黒鉛化中間炭素ミクロスフェアが8％を占めています。この点で、中間相カーボンミクロスフェアは、天然黒鉛と人工黒鉛に次ぐ3番目の主要な炭素アノード材料です。

オンラインコーティングによると、中間相カーボンミクロスフェアは、天然黒鉛や人工黒鉛よりも倍率が高く、航空機モデルや電動工具で使用すると明らかな利点があります。さらに、その熱安定性と化学的安定性により、化学反応を起こしにくいことがわかります。リチウム電池を使用してセキュリティを強化します。しかし、製造コストが高く、プロセスが複雑で、交換が容易なため、メソフェーズカーボンミクロスフェアの製造と販売は、あまり開発されることなく安定した位置にあります。

新世界のシリコン複合材料

最近、スモールメイクの注目を集めている記事、タイトルは「シリコン」と「グラファイト」の愛憎！ 。シリコンアノード材料の理論容量比は4200mAh / gを超え、グラファイトアノード材料の理論容量比（372mAh / g）よりもはるかに高くなっています。しかし、シリコンアノード材料の自然な欠陥、シリコンはシリコンセルに埋め込まれ、深刻な膨張シリコンにつながる可能性があり、これらの欠点を克服するために、シリコンアノード材料と科学者は一緒にシリコンアノードとグラファイト材料、シリコンになりますカーボンコンポジット材料が登場し、「新世界」のシリコンバッテリーアノード材料として知られています。

オンラインコーティングによると、テスラがリリースしたModel3は、パワーバッテリーの新素材としてシリコンカーボン負極を使用しています。テスラは、人工黒鉛に10％のシリコンベースの材料を添加することにより、550mAh / gを超えるバッテリー容量と最大300wh / kgのバッテリーエネルギー密度を達成することができます。現在、バッテリーのエネルギー密度を高めるためにシリコンと炭素の複合材料を使用することは、業界で認められている方向性の1つです。

カソード材料の「4つの大君主」には独自のメリットがあります。しかし、カソード材料の現在の市場では、グラフェンの将来は不透明です。近年、消費者初の人工黒鉛であり、高性能シリコンカーボン複合材料の課題にも直面しており、世界の新エネルギー自動車市場のリーダーであるシリコンカーボン複合材料の使用は、炭化ケイ素のブームをもたらすに違いありません。将来のリチウム電池のカソード材料市場の影響を受けるか、または再シャッフルされる複合材料。しかし、安定した位置にあるメソフェーズカーボンミクロスフェアは、今後大きな変動はありません。

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