電極中的各種材料及其基本用途特性
2022-07-20 2042
一、材料理化性能定義及描述
比表面積（m2/g）：指材料單位質(zhì)量粒子所具有的表面積。（測試方法：計(jì)算單位重量的材料所吸附的氬氣體積）。粒徑（µm）：材料顆粒大小的描述，指材料粒子的直徑大小。D50則描述材料平均粒徑大小。振實(shí)密度（g/cm3）：材料通過一定機(jī)械振動(dòng)所得單位質(zhì)量所振實(shí)下去的體積。
另外，還有材料本身結(jié)構(gòu)、外觀型態(tài)、放電容量、容量效率、雜質(zhì)含量等也是各項(xiàng)材料性能制約因素。
二、電極中的各種材料及其基本用途特性
1、導(dǎo)電劑類
碳墨類導(dǎo)電劑，屬無定形碳，導(dǎo)電性能良好，有強(qiáng)吸附性，比表面積大，約為60-100 m2/g，其本身沒有容量。人造石墨類導(dǎo)電劑，導(dǎo)電性較碳墨類稍差，但比表面積較小，為10-30m2/g，本身有容量，約為290mAh/g，其加工性能較好。另外還有天然石墨類，因其本身導(dǎo)電性良好，也可作為導(dǎo)電劑，又因本身容量較高，也可作為負(fù)極材料。而納米級(jí)碳纖維，導(dǎo)電性能良好，加工性能良好，但價(jià)格昂貴。
2、電極材料
就一般鋰離子二次電池而言正極材料：鈷酸鋰，本身克容量135-150mAh/g，壓實(shí)密度3.65-4.00g/cc，LiCoO2為正極的鋰離子電池具有開路電壓高、比能量高（理論比能量1068Wh
，理論容量274mAh/g）、循環(huán)壽命長、能快速放電的特點(diǎn)，但價(jià)格貴。負(fù)極材料：人造石墨、中間相碳微球、天然石墨改性類等等。普通人造石墨：克容量290-310mAh/g，壓實(shí)1.45-1.55g/cc。中間相碳微球：克容量310-320mAh/g，壓實(shí)1.55-1.65g/cc。天然石墨改性：克容量320-340mAh/g，壓實(shí)1.55-1.65g/cc。
3、膠類
對(duì)于俗名為PVDF的高分子膠來說，其化學(xué)名為聚偏氟乙烯，其粘度的大小受分子量、官能團(tuán)位置及加工工藝影響。一般來說，對(duì)于相同加工工藝、相同官能團(tuán)位置，則其分子量越大其粘度越高，但隨著粘度的增高，其對(duì)漿料的沉降現(xiàn)象也就更為明顯。而CMC和SBR則為水性體系中所配合使用的膠。CMC（羧甲基纖維素納）：白色或微黃色粉末，本身有粘接性能，但在水性體系中其最基本作用還是分散材料及SBR。SBR（丁苯橡膠乳 ）：白色帶淺藍(lán)色乳狀液體，高分子化合物，與CMC混合使用，其粘接性能較好。
比表面積（m2/g）：指材料單位質(zhì)量粒子所具有的表面積。（測試方法：計(jì)算單位重量的材料所吸附的氬氣體積）。粒徑（µm）：材料顆粒大小的描述，指材料粒子的直徑大小。D50則描述材料平均粒徑大小。振實(shí)密度（g/cm3）：材料通過一定機(jī)械振動(dòng)所得單位質(zhì)量所振實(shí)下去的體積。
另外，還有材料本身結(jié)構(gòu)、外觀型態(tài)、放電容量、容量效率、雜質(zhì)含量等也是各項(xiàng)材料性能制約因素。
二、電極中的各種材料及其基本用途特性
1、導(dǎo)電劑類
碳墨類導(dǎo)電劑，屬無定形碳，導(dǎo)電性能良好，有強(qiáng)吸附性，比表面積大，約為60-100 m2/g，其本身沒有容量。人造石墨類導(dǎo)電劑，導(dǎo)電性較碳墨類稍差，但比表面積較小，為10-30m2/g，本身有容量，約為290mAh/g，其加工性能較好。另外還有天然石墨類，因其本身導(dǎo)電性良好，也可作為導(dǎo)電劑，又因本身容量較高，也可作為負(fù)極材料。而納米級(jí)碳纖維，導(dǎo)電性能良好，加工性能良好，但價(jià)格昂貴。
2、電極材料
就一般鋰離子二次電池而言正極材料：鈷酸鋰，本身克容量135-150mAh/g，壓實(shí)密度3.65-4.00g/cc，LiCoO2為正極的鋰離子電池具有開路電壓高、比能量高（理論比能量1068Wh
，理論容量274mAh/g）、循環(huán)壽命長、能快速放電的特點(diǎn)，但價(jià)格貴。負(fù)極材料：人造石墨、中間相碳微球、天然石墨改性類等等。普通人造石墨：克容量290-310mAh/g，壓實(shí)1.45-1.55g/cc。中間相碳微球：克容量310-320mAh/g，壓實(shí)1.55-1.65g/cc。天然石墨改性：克容量320-340mAh/g，壓實(shí)1.55-1.65g/cc。3、膠類
對(duì)于俗名為PVDF的高分子膠來說，其化學(xué)名為聚偏氟乙烯，其粘度的大小受分子量、官能團(tuán)位置及加工工藝影響。一般來說，對(duì)于相同加工工藝、相同官能團(tuán)位置，則其分子量越大其粘度越高，但隨著粘度的增高，其對(duì)漿料的沉降現(xiàn)象也就更為明顯。而CMC和SBR則為水性體系中所配合使用的膠。CMC（羧甲基纖維素納）：白色或微黃色粉末，本身有粘接性能，但在水性體系中其最基本作用還是分散材料及SBR。SBR（丁苯橡膠乳 ）：白色帶淺藍(lán)色乳狀液體，高分子化合物，與CMC混合使用，其粘接性能較好。
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