文档介绍：锂二次电池负极的发展
锂二次电池负极的发展
金属锂做为二次电池负极的研究
锂-铝等合金做为二次电池负极的研究
碳材料做为二次电池负极的研究
硅材料做为二次电池负极的研究
锡基材料负极
氮化物和磷化物负极材料
过渡金属氧化物负极材料
一·金属锂作为锂二次电池负极的研究
1958年,Univ. California. Berkely的W. S. Harris在博士论文的研究工作中成功地在含Li+的PC电解液中电沉积出来了金属锂。
金属锂作为二次锂电池的负极有很大的优势,其标准电极电位对SHE约为-,原子量只有7,比能量可达到3860Wh/Kg
1. 金属锂在有机电解液中的电化学性行为
a. 金属锂在有机电解液中的化学稳定性
虽然金属锂的还原性较强,但是在PC、DMSO等溶剂中由于在锂表面生成一层保护膜(SEI),因此金属锂可以在此类电解液中稳定存在。
b. SEI的组成与性质
1979年E. Peled提出了SEI膜的概念,并且指出其有一下性质:厚度通常只有15~25A;具有固体电解液的性质,不允许电子通过,t+=1,t-=0;组成通常为有机电解液还原后生成的有机锂盐。
金属锂作为二次锂电池负极的研究
c 锂电极在有机电解液中的Nernst响应
1970年Stuart G. Merbuhr组装了下面的浓差电池得到以下结果:
Li/ LiClO4-PC// LiClO4-PC/Li
C1 C2
根据试验结果,在PC电解液中,LiClO4浓度变化十倍,Li/Li+电位的变化为68±1 mV,考虑液接电位的影响和离子的活度,可认为金属锂在LiClO4的PC溶液中有很好的Nernst 响应。
d 交换电流密度、阴极转移系数和沉积焓变
金属锂作为二次锂电池负极的研究
金属锂在1M的LiClO4的PC溶液中的交换电流密度,i0在28℃±。
将不同温度下的i0对1/T作图,得到锂溶解-沉积的ΔH*±kcal/mole,这个数值与其它金属的溶解-沉积的ΔH*0在同一个数量级;将i0对CLi+做图,。
金属锂作为二次锂电池负极的研究
金属锂作为锂二次电池负极循环性的研究
由于锂在溶解沉积的过程中生成枝晶,导致电极的表面积不断增大,新增加的表面由于生成SEI膜导致与集体的接触不良,因此锂的溶解沉积效率较低
金属锂作为二次锂电池负极的研究
锂溶解沉积时的形貌变化
金属锂作为二次锂电池负极的研究
提高锂循环效率的方法和措施
,沉积出光滑的金属锂
无机添加剂,如LiBr,SO2等;
有机添加剂,如CH3-O-(-CH2-CH2-)4-O-CH3,硝基苯,硝基甲烷等。
金属锂作为二次锂电池负极的研究
,如Li-Al,Li-Mg 等
金属锂作为二次锂电池负极的研究