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      電極中的各種材料及其基本用途特性

      2022-07-20      29
       一、材料理化性能定義及描述

      比表面積(m2/g):指材料單位質量粒子所具有的表面積。(測試方法:計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。振實密度(g/cm3):材料通過一定機械振動所得單位質量所振實下去的體積。

      另外,還有材料本身結構、外觀型態、放電容量、容量效率、雜質含量等也是各項材料性能制約因素。

      二、電極中的各種材料及其基本用途特性

      1、導電劑類

      碳墨類導電劑,屬無定形碳,導電性能良好,有強吸附性,比表面積大,約為60-100 m2/g,其本身沒有容量。人造石墨類導電劑,導電性較碳墨類稍差,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,因其本身導電性良好,也可作為導電劑,又因本身容量較高,也可作為負極材料。而納米級碳纖維,導電性能良好,加工性能良好,但價格昂貴。

      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)、循環壽命長、能快速放電的特點,但價格貴。負極材料: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1.45-1.55g/cc。中間相碳微球:克容量310-320mAh/g,壓實1.55-1.65g/cc。天然石墨改性:克容量320-340mAh/g,壓實1.55-1.65g/cc。

      3、膠類

      對于俗名為PVDF的高分子膠來說,其化學名為聚偏氟乙烯,其粘度的大小受分子量、官能團位置及加工工藝影響。一般來說,對于相同加工工藝、相同官能團位置,則其分子量越大其粘度越高,但隨著粘度的增高,其對漿料的沉降現象也就更為明顯。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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