碳负极材料有多种,主要包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳、碳纳米管、石墨烯等。 1、天然石墨 石墨由平行碳六边形构成,是具有片层结构的晶体。原子间为sp2杂化成键,分子层间由范德华力连接,每层电子成键使其导电性高。
由于锂在石墨中的低嵌锂电位,而石墨层间距远大于锂离子半径,促使锂离子嵌入脱出层间,形成LixC6化合物,因此成为理想的锂离子电池负极碳材料。
碳负极材料在电池技术中占据着重要地位,它们通常具有良好的导电性和稳定性。以下是对碳负极材料的主要分类和介绍:
石墨类:
天然石墨、人造石墨
中间相炭微球(MCMB):是石墨类负极材料的一种,其性能介于天然石墨和人造石墨之间。
软碳:
经高温处理可以石墨化的碳材料,如石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等。其存储机理为插层机理,安全性能和循环性能都较稳定,但电子导电能力不如石墨。
软碳中有三种不同的微观结构:无定形结构、石墨结构和湍层结构
硬碳:
难石墨化的碳材料,是一种无定形碳材料。
其他碳材料:
还包括碳纳米管、石墨烯等。
综上所述,碳负极材料主要包括石墨类(天然石墨、人造石墨、中间相炭微球)、软碳和硬碳以及其他碳材料(如碳纳米管、石墨烯等)。