石墨负极材料知识知多少——2020石墨基锂离子电池负极材料研究网络研讨会

2020年12月16日，由中国粉体网主办的“2020石墨基锂离子电池负极材料研究网络研讨会”于上午8点30分准时开始。来自湖南大学刘洪波教授、贝特瑞新材料集团股份有限公司研究院副院长李子坤博士、中南大学杨娟教授以及深圳鑫茂新能源技术有限公司艾戊云总经理带来的精彩报告，下面是报告的具体内容展示。

 

 

锂离子电池负极材料的现状与发展趋势
 

 

 

刘教授是湖南大学材料科学与工程学院的教授，主要从事碳、石墨材料的基础理论研究与应用技术开发，2020年12月16日，刘老师做客粉体公开课平台，他从锂离子电池及其负极材料进行概述，然后介绍了负极材料的技术现状以及石墨负极材料的发展趋势。

 

锂离子电池的工作原理

 

锂离子电池由正极、负极、电解液、隔膜组成，负极材料又分为炭质材料、石墨质材料和非炭材料三类，研究不同材料的性能，差异对锂离子电池发展至关重要。负极材料种类多样，目前研究并已得到很好应用的是天然石墨、人造石墨、复合石墨以及中间相碳微球，目前市场发展变化，硬碳、钛酸锂和硅/炭复合材料的研究工作也在逐渐推进。

 

锂离子电池组成

 

 

￭石墨负极材料

 

天然石墨负极材料生产成本低，但改善倍率性能和循环性能的难度较大；从技术的角度进一步降低人造石墨负极材料生产成本的空间较小，刘教授在讲课过程中说到，人造石墨负极材料大多是用软碳制备。

 

￭钛酸锂材料

 

而对于钛酸锂负极材料，虽然能在充放电时锂离子嵌入脱出对其晶型结构几乎不产生影响，具有极高的电化学稳定性和循环寿命；首次充电不形成SEI膜，首次效率高，热稳定性好，界面阻抗低，低温性能优异，可在零下40摄氏度时充放电，但其存在理论容量低（175mAh/g），且电压平台高（1.55V），电池比能量低，各项本征性能比较极端，技术改进的空间较小，因此只能应用于特定的细分领域，才能发挥其特长。如城市混电动BRT公交车、电气混合动力公交车、电力调频调峰辅助服务等领域。

 

￭硅负极材料介绍

 

 

 

第三部分，刘教授介绍了差异化高端石墨负极材料（高容量石墨负极材料、高倍率石墨负极材料、长循环负极材料、硬碳负极材料）、石墨/硅基复合负极材料、低成本负极材料等方面进行介绍。

 

 

 

最后，刘教授进行总结：

 

 

石墨化技术的现状与发展

 

来自贝特瑞新材料集团股份有限公司研究院副院长李子坤博士从石墨化理论基础、石墨化关键技术、石墨化发展趋势三个方面由浅及深地讲解。目前对于石墨化的表述很多，李博士摘取了三种表述引入话题随后他给出自己的定义。然后由石墨化内容具体深入，讲解了石墨化的表征、（石墨化度G、d002、La、Lc、拉曼ID/IG）、石墨化的目的、影响因素、石墨化理论过程、石墨化的方式以及设备等内容。

 

 

 

 

在讲到石墨化的影响因素问题时，他说，热处理温度是石墨化最核心的影响因素。

 

 

 

 

 

 

 

 

在提问环节，李老师说：厢式炉一定是未来发展的方向！

 

石墨在锂电池中的应用现状及发展方向

 

杨娟教授从锂离子电池负极材料简介、石墨的种类与储能应用特性、石墨负极材料的改性研究现状以及石墨衍生与复合材料介绍四个方面进行讲解。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

在石墨衍生与复合材料介绍一部分，她对石墨烯、石墨烯复合材料、局域石墨化碳纤维、高容复合材料一一讲解。

 

 

 

 

 

 

负极石墨加工性能对电池一致性的影响

 

来自深圳鑫茂新能源技术有限公司艾戊云总经理首先对其公司进行介绍，随后根据公司产品逐步介绍。