试谈锂离子动力电池碳负极材料研究进展(6页).pdfVIP

第35巷第 3期 E海 化 E 2010 3』_J ShanghaiChemiealIndustry 锂离子动力电池碳负极材料研究进展 常鸿雁 中国神华煤制油化工有限公司上海研究院 (上海 201108) 摘 要 动力电池的性能是制约电动车大规模应用的重要因素，而负极材料在动力电池的生产和应用中起着关键 的作用。动力型负极材料要围绕安全性、长寿命、一致性、低成本和较高的倍率充放电能力等方面进行深入 系统的研究。综述了锂离子动力电池碳负极材料的研究进展，比较了中间相炭微球 、石墨类与硬炭类材料 的优缺点，并对提高材料高倍率充放电性能的改性方法进行了介绍。 关键词 锂离子动力电池 负极材料 高倍率充放电 中图分类号 x382 的缺点就是价格超贵，因为大型锂离子电池没有普 0 前言 及 ，造价 昂贵，车里的电池就要 3000万 日元(相当 随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提 于225．8万元人民币)，整个车要2亿 日元(1512万 高，我国对原油的依赖度与 日俱增，已对我国能源安 元人 民币)，这是大多数人很难承受的。此外 动力型 全构成直接威胁。另外，原油的价格波动也直接影响 锂离子电池的体积较大，安全性能也会相应变差。由 到我围困民经济的发展 ．2008年 7月，国际原油价 此可见，价格与安全性能是锂离子电池作为动力电 格已经突破了每桶 140美元，不仅增加了中国用高 池的主要瓶颈。负极材料是锂离子电池的主要材料 额外 进 口石油的经济压力，也使国内油品市场供 之一，它的价格对电池的最终价格有一定的影响，而 求矛盾更加突}lJ。在我国石油消费结构中，交通工具 其在电解液中的稳定性和热传导性对电池的安全性 消耗的石油占一半以上，且呈现连续性大幅度上升 也有很大的影响。负极材料中的碳材料以其低廉的 趋势，这些迫使人们不得不在寻找新能源、发展新的 价格与优异的性能一直受到人们的关注，本文主要 交通：f具方面加快步伐。动力电池和电动汽车的发 综述了锂离子动力电池碳负极材料的研究进展。 展被放任越来越重要的位置 ，而制约电动车大规模 1 动力电池负极材料的研究重点 应用的霞要因素是动力电池。目前，正在研究和已经 使用的动力电池叮分为五类：铅酸蓄电池、镍镉 电 石墨以其低廉的价格与较好的安全性成为锂离 池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池等? 子电池负极材料的首选材料，而作为电动车用锂离 近年来，锂离子电池引起了研发者和商家的关 子电池，对其所用的材料提出了更加苛刻的性能指 注。锂离子电池以其离能量密度(重量是相同容量的 标要求，如要求其具有高安全性、高倍率放电、长循 镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40％50％， 环寿命及 良好的工艺适应性等，所以动力电池负极 镍氛的20％～30％)、高电压(单体工作电压为3。7V， 材料应以如下几方面作为研究的重点： 相当于 三个串联的镍镉或镍氢电池 )、无污染、长循 (1)提高材料结构的稳定性 环寿命(500次)、快速充放 电等方面的优异性能 由于负极材料的电化学循环性能取决于结构的 和 日趋降低的制作成本，逐步成为未来 l0～20年 内 稳定性，因此为获得具有长循环寿命的动力电池，必 电动车的首选电池。2005年年底 日本推出了以大型 须提高负极材料的结构稳定性。 锂离子电池作为动力源的电动汽车 “艾利卡”，共有