特定锂电池负极材料技术参数

一般而言，负极材料的关键性技术指标有：晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH、水含量、主元素含量、杂质元素含量、放电比容量和充放电效率等，下文将逐一展开说明。2.2负极材料的晶体结构石墨主要有两种晶体结构，一种是六方相（a=b=0.2461nm，c=0.6708nm，α=β=90°，γ=120°，P63/mmc空间群）；另一种是菱方相（a=b=c，α=β=γ≠90°，R3m空间群）（表3）。在石墨晶体中，这两种结构共存，只是不同石墨材料中二者的比例有所差异，可通过X射线衍射测试来确定这一比例。锂电负极材料标准解读。特定锂电池负极材料技术参数

我国在《中国制造2025》中建议加快发展下一代锂离子动力电池，并提出了动力电池单体能量密度中期达到300W·h/kg，远期达到400W·h/kg的目标。针对这一要求，对于负极材料而言，石墨的实际容量已接近其理论极限，需要开发具有更高能量密度且兼顾其它指标的新材料。其中，硅碳负极能够将碳材料的导电性和硅材料的高容量结合在一起，被认为是下一代锂离子电池负极材料，因此相应的标准也正在起草（表2）。锂电池负极材料产品标准技术规范2.1锂离子电池对负极材料的要求负极材料作为锂离子电池的部件，在应用时通常需要满足以下条件：①嵌锂电位低且平稳，以保证较高的输出电压；常用锂电池负极材料原理硅藻在锂电池负极材料中的应用展示。

小类，现在被单列出来，说明该类石墨的重要性正在与日俱增。另外，还增加了一种新的石墨品种标准——《球形石墨》。除此之外，还有两项关于软碳的标准（《软炭》和《油系针状焦》）。软碳是指在高温下（＜2500℃）能够石墨化的碳材料，其碳层的有序程度低于石墨，但高于硬碳。软碳材料具有对电解液的适应性较强、耐过充和过放性能良好、容量比较高且循环性能好等优点，在储能电池和电动汽车领域具有一定的应用，因此相应的标准正在布局（表2）。

作为锂离子电池的关键材料之一，负极材料占锂电池成本约10%，主要由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合而成后均匀涂抹在铜箔两侧经干燥、滚压而成，起到可逆地脱/嵌锂离子并储存能量的作用，是锂离子电池中起氧化反应的电极，对锂离子电池充放电效率、能力密度等性能起到决定性作用，是锂电池关键材料之一。中国已是全球负极材料主要产地。目前，全球锂电池负极材料的行业集中度非常，主要集中在中国与日韩。就趋势而言，人造石墨替代天然石墨大势所趋，人造石墨中国极具成本优势（高耗电行业，类似多晶硅，成本较日韩至少便宜20%），中国人造石墨负极将垄断全球，负极是锂电材料里受益的是海外LG等电池放量的板块。一文读懂锂电池负极材料。

人造石墨应用于中端EV、3C等领域，成为目前锂电负极材料的主流选择；天然石墨则主要应用于低端EV、储能、3C等领域。而硅基材料是下一代负极材料。由于石墨负极材料能量密度的理论上限为372mAh/g，而行业头部公司的产品已可实现365mAh/g的能量密度，逼近理论极限，未来的提升空间极为有限，急需寻找下一代替代品。相比之下硅理论容量比可达4200mAh/g，远超石墨类材料，且具有环境友好、储量丰富、成本较低等优点，因此硅基负极材料被认为是下一代高容量锂离子电池负极材料的选择。但作为负极材料，硅也有严重缺陷，锂离子嵌入会导致严重的体积膨胀，破坏电池结构，造成电池容量快速下降。而且，当前的硅碳负极材料市场价格超过15万元/吨，是人造石墨负极材料的两倍。锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜等部分组成。机械锂电池负极材料价格

锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应和环境友好等众多优点。特定锂电池负极材料技术参数

锂金属负极物理化学性质体心立方结构（fcc）原子半径 0.76 埃相对原子质量小（6.941）密度小（0.534 g/cc）标准电极电位低（-3.04 V vs. SHE）比容量高达 3860 mAh/g未商业化原因熔点较低（180℃）锂枝晶生长造成安全问题水分暴露发生电极制造复杂改善策略成核机理的理解电解质和界面设计电极结构的设计2、碳负极丨石墨丨电化学反应Li+从石墨端面的嵌入反应Li+在石墨-电解液界面传递及嵌入石墨层间过程在石墨中，锂离子通过端面或者基面中的缺陷嵌入材料中高阶的缺陷位点可以协助锂离子从基面进行垂直扩散嵌入石墨（a）Li+在单/多层石墨烯中的嵌入 （b）Li+在缺陷位点的扩散传递Li在石墨层间嵌入时的阶段反应锂离子在石墨层中逐步嵌入过程称为阶段现象平台对应的是相转变过程，两相共存充满电I阶状态（LiC6形态），对应石墨的理论容量为372 mAh/g特定锂电池负极材料技术参数

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