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锂电池生产厂家合金化反应

发布日期:2020-08-04 21:09:39来源:锂电池厂家

  锂电池生产厂家合金化反应

  30多年来,作为锂离子电池负极材料的锂金属合金Li,M,(M=Al,Sb,Si.Sn等)

  已经得到了广泛研究,它们表现出比常规石墨负极(372mA.h.g-1)更高的比容量,

  如 1.i,Sn和Li,,Si的比容量分别可达993mA.h.g 1和4200mA.h.g,合金一个很大的缺点是充放电过程会引起较大的体积膨胀/收缩,从而使材料产生裂纹甚至粉碎,利用纳米结构颗粒代帮体相材料可以减少体积变化带来的影响,Li与Sb的合金化过程如式

  (32)tn Sb31.3e Lisb

  理论比容量为660mA.h.k1为了减少体积变化的影响,可以采用由金属间化合物形成的中间相M'M"替代单金属合金,其电化学过程是在合金化过程中锂离子取代了金属间化合物中的一种金属形成合金L.i M".

  而电化学指性的金属M则在这一过程中起到缓冲体积变化的作用,这种方法最早由Hluggins 1和Besenhard 提出,目前已被应用于几种不同的体系中,如,金属间化合物Ni,Sn的电化学过程包括两步:1

  Ni.Sn +17.61 +17.6c1Li Sn+3Ni

  11i SnSn 1.11.1.1e(31)

  Si 4.L.1.1e1Li,sn

  反应方程式(333所代表的第一步反应表明在经过可逆电化学反应后形成了镍基质和具有反应活性的1.合金Li.,Sn.反应方程式(34)和式(35)则表明该稳态过程的理论比容量为93mA.h.g,目前,尺寸为50nm的Ni,Sn纳米粒子在200次循环后仍具有约50mA.h.g 的比容量w

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