【摘要】 负极石墨碳:负极石墨碳是一种常见的电池材料,它具有良好的导电性和稳定性。

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负极石墨碳:负极石墨碳是一种常见的电池材料,它具有良好的导电性和稳定性。石墨结构使其成为理想的负极材料。在电池中,负极石墨碳扮演着存储和释放电荷的角色。其导电性能决定了电池的输出功率和充放电效率。

无定型碳:无定型碳是一种非晶态结构的电池材料。与石墨碳不同,无定型碳没有规则的结晶结构,因此其原子排列更加松散。这使得无定型碳具有更大的表面积,进而提供更多的电化学活性位点。同时,无定型碳还具有较高的电容值和储能密度。

负极石墨碳和无定型碳的比例在电池性能中起着重要的作用。适当的比例可以提高电池的性能和循环寿命。一般来说,较高比例的负极石墨碳可以增强电池的导电性能和循环稳定性,确保电池的长久使用。同时,适量的无定型碳可以增加电池的储能密度和电容值,提高电池的功率输出。负极石墨碳通过提供稳定的导电性能来支持电池的长久使用,而无定型碳则通过增加电池的储能密度和电容值来提高电池的功率输出。因此,研究人员在电池材料研究中密切关注负极石墨碳和无定型碳的比例,以实现更高效、更持久的电池性能。

 

测试项目概念

现有锂电负极材料:(1)石墨类,包括人造石墨和天然石墨;(2)无定形碳材料,包括软碳和硬碳。软碳可以石墨化,成为人造石墨;硬碳不能石墨化;如果碳化起始材料(如呋喃树脂或酚醛树脂)在随后的高达3,000°C的热处理期间仍保持无定形,则称为硬碳或非石墨化碳。如果碳化的原材料(例如,焦炭或沥青)在2,500°C以上转化为石墨,则称为软性碳或可石墨化碳。

 

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测试原理

拉曼是一种散射光谱,拉曼效应起源于分子振动,点阵振动和转动,因此从拉曼光谱中就可以得到分子振动能级,点阵振动能级与转动能级结构的相关信息,石墨颗粒以及碳包覆材料可以通过拉曼表征微晶石墨样品中均含有无序炭结构。

 

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测试资料

石墨用作锂离子电池负极材料具有比容量高,放电平缓,放电平台低等优点,但是未经改性的石墨在有机电解液中使用时,首次充放电库仑效率低,循环性能较差,在 PC 基电解液中甚至无法进行可逆嵌脱锂,这是因为石墨特殊的层状结构对有机电解液敏感,和电解液相容性差,因此必须经过改性后方可用作锂离子电池负极材料。对石墨进行无定形炭包覆是最有效的改性方法,这是因为无定形炭结构对电解液不敏感,对石墨起到了很好的保护作用。

 

参考文献

以下是涵盖了有关负极材料中石墨碳和无定型碳比例的相关研究和应用,并提供了一些有关如何调控材料比例以获得最佳性能的方法和结果。您可以参考这些文献,深入了解该领域的研究进展。

  1. Chen, X., Li, B., & Zhang, X. (2019). Amorphous carbon as lithium storage material: a review. Journal of Materials Science & Technology, 35(8), 1367-1377.

  2. Yan, K., Lu, Z., & Hu, Y. S. (2014). Amorphous carbon: a promising lithium-ion battery anode material. Journal of Power Sources, 267, 469-490.

  3. Aravindan, V., Vickraman, P., & Madhavi, S. (2015). Amorphous carbon coated Si/graphite composite as high performance anode material for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 162, 131-137.

  4. Zhu, Y., Wang, C., Zhang, Z., Xia, Y., & Tu, J. (2016). Composite structure of silicon/graphite/amorphous carbon as a high performance anode material for lithium-ion batteries. Electrochimica Acta, 201, 319-327.

  5. Zhu, Y., Huang, Y., Gao, H., Zhang, Q., Xia, Y., Wang, C., & Tu, J. (2017). Integration of silicon nanoparticles into graphite/a-C composite with high tap density for Li-ion battery anodes. Journal of Power Sources, 360, 308-315.

 

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