Eine Zusammenfassung der neuesten Forschungsfortschritte bei Lithiumbatterieanodenmaterialien auf Graphitbasis!

Graphitmaterialien gelten aufgrund ihrer hohen Stabilität, guten Leitfähigkeit und breiten Quellen als ideales Anodenmaterial für Lithiumbatterien. Die spezifische Kapazität und Geschwindigkeit der natürlichen Graphitanode kann jedoch die Anforderungen von Hochleistungsanodenmaterialien nicht erfüllen. Um dieses Problem zu lösen, haben Forscher eine Reihe von Modifikationsstudien durchgeführt.

Dieser Artikel beschreibt den Forschungsfortschritt von Graphitanodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien aus den Modifizierungsmethoden von Graphitanoden und zeigt die Vor- und Nachteile verschiedener Modifizierungsmethoden auf. Es wird angenommen, dass eine synergistische Modifikation durch mehrere Methoden ein wirksamer Weg ist, um Graphitanodenmaterialien umfassend zu verbessern. .

I. Einleitung

Zu den bisher untersuchten Kohlenstoffanodenmaterialien gehören graphitierter Kohlenstoff (natürlicher Flockengraphit, graphitierte Mesophasenkohlenstoffmikrokugeln usw.) und nicht graphitierter Kohlenstoff (weicher Kohlenstoff, harter Kohlenstoff usw.). Unter diesen hat Graphit die Vorteile einer Plattform mit niedriger Lade- und Entladespannung, einer hohen Zyklusstabilität und geringen Kosten und wird als ideales negatives Elektrodenmaterial in aktuellen Lithium-Ionen-Batterieanwendungen angesehen. Gegenwärtig hat die Modifikationsforschung für natürlichen Graphit einige Fortschritte gemacht und wurde kommerzialisiert.

Negative Graphitelektroden verwenden im Allgemeinen natürlichen Flockengraphit, es gibt jedoch mehrere Mängel:

1 Das Flockengraphitpulver hat eine große spezifische Oberfläche, was einen größeren Einfluss auf die erste Lade- und Entladeeffizienz der negativen Elektrode hat.

2 Die Schichtstruktur von Graphit bestimmt, dass Li + nur von der Endfläche des Materials eingebettet werden und allmählich in die Partikel diffundieren kann. Aufgrund der Anisotropie von Flockengraphit ist der Li + -Diffusionsweg lang und ungleichmäßig, was zu einer geringen spezifischen Kapazität führt.

3. Der kleine Zwischenschichtabstand von Graphit erhöht den Diffusionswiderstand von Li + und die Geschwindigkeitsleistung ist schlecht. Li + kann leicht auf der Graphitoberfläche abgelagert werden, um während des schnellen Ladens Lithiumdendriten zu bilden, was ernsthafte Sicherheitsrisiken verursacht.

Um die obigen inhärenten Mängel von Flockengraphit zu beheben, ist es notwendig, den Graphit zu modifizieren und die Leistung des negativen Elektrodenmaterials zu optimieren. Die gegenwärtigen Modifikationsverfahren umfassen hauptsächlich Sphäroidisierung, Oberflächenbehandlung und Dotierungsmodifikation.

2. Sphärisierung

Mit dem Ziel der geringen spezifischen Kapazität der negativen Elektrode der Lithiumionenbatterie, die durch die Anisotropie des Flockengraphits verursacht wird, sollte die Morphologie des Flockengraphits modifiziert werden, um sie so isotrop wie möglich zu machen.

Die Herstellung von kugelförmigem Graphit wurde industrialisiert. In der industriellen Produktion werden Windstoßformungsmaschinen hauptsächlich zum Sphäroidisieren von Flockengraphit verwendet. Unter diesen ist der Luftstrom-Wirbelpulverisierer ein häufig verwendetes Gerät. Dieses Verfahren weist während des Sphäroidisierungsprozesses weniger Verunreinigungen auf, aber seine Ausrüstung ist groß und die Menge an Graphit ist groß und die Ausbeute ist gering, was bei der Laborvorbereitung sehr begrenzt ist.

In den letzten Jahren haben einige Wissenschaftler eine kleine Rotationsschlagmühle zur Laborvorbereitung verwendet. Durch Analyse der Änderungen der Porosität während des Sphäroidisierungsprozesses stellten sie fest, dass die Zunahme der Energie während des Sphäroidisierungsprozesses die offene Porosität von Graphitpartikeln erhöhte und deren geschlossene Porosität verringerte. , Was seine elektrochemische Leistung beeinflusst. Zusätzlich zu dem oben erwähnten Trockenmahlen verwenden einige Wissenschaftler auch ein Nassmahlverfahren mit Rühren, wobei Wasser als Medium verwendet wird und Carboxymethylcellulose als Dispergiermittel zugesetzt wird, um zu verhindern, dass Graphitpartikel im Wasser agglomerieren. Dieses Mahlverfahren kann Graphitpartikel effektiv sein entkantelt; Nachdem das Produkt durch Zyklone und Sedimentation klassifiziert wurde, werden Partikel mit einer engen Größenverteilung erhalten. Untersuchungen zeigen, dass nach der Sphäroidisierung und Klassifizierung die reversible Kapazität um etwa 20 mAh / g signifikant erhöht ist.

Zusätzlich zur Formgebung der Graphitpartikel selbst kann das ultrafeine Graphitpulver auch durch ein Bindemittel in eine Kugelform gebunden werden. Die nach diesem Verfahren hergestellten Graphitkugeln weisen eine ausgezeichnete Isotropie auf. In den letzten Jahren haben einige Wissenschaftler Glucose als amorphen Kohlenstoffvorläufer und Bindemittel verwendet und sprühgetrocknet, um Nanosiliciumpartikel und Graphitpartikel effektiv zusammenzukleben und ultrafeine Graphitpartikel zu regulären Kugeln zu agglomerieren, so dass die spezifische Kapazität 600 mAh erreichen kann / Oberhalb von g wird der Kapazitätsverlust von Silizium während des Ladens und Entladens bis zu einem gewissen Grad überwunden, und die Kapazitätsbeibehaltungsrate nach 100 Zyklen beträgt ≥ 90%.

Wu et al. verwendeten die Viskosität von Polyvinylalkohol, um das ultrafeine Graphitpulver durch Sprühtrocknung zu isotropen regulären kugelförmigen Partikeln zu binden und zu trocknen. Aufgrund der winzigen Poren zwischen dem feinen Graphit wurde die Zyklusstabilität erhöht. Nach 105 Zyklen blieb die spezifische Kapazität bei 367 mAh / g, aber aufgrund des Vorhandenseins von Mikroporen war die anfängliche Effizienz bei 77% niedriger; Nach Zugabe der Carbonitratbeschichtung stieg der anfängliche Wirkungsgrad auf 80%. Dieses Verfahren stellt keine hohen Anforderungen an die Morphologie des Graphitrohstoffs, und die Isotropie der gebildeten Teilchen ist gut. Es hat eine stabilere Zyklusleistung als Graphitpulver und eine spezifische Kapazität näher an 372 mAh / g.

Durch Sphäroidisierung des Flockengraphits können die spezifische Kapazität (≥ 350 mAh / g), der Wirkungsgrad des ersten Zyklus (≥ 85%) und die Zyklusleistung des negativen Elektrodenmaterials signifikant verbessert werden (die Kapazitätsretentionsrate nach 500 Zyklen beträgt ≥ 80%). . Als negatives Elektrodenmaterial für Lithiumionenbatterien ist die Partikelgröße d50 zwischen 16 und 18 μm am besten geeignet. Wenn die Partikelgröße zu klein ist, ist die spezifische Oberfläche größer, was dazu führt, dass die negative Elektrode während des ersten Zyklus eine große Menge Li + verbraucht, wodurch ein fester dielektrischer Grenzflächenfilm (SEI-Film) gebildet wird, wodurch die erste Lade- und Entladeeffizienz niedrig; Wenn die Partikelgröße zu groß ist, ist die spezifische Oberfläche relativ groß. Klein ist die Kontaktfläche zum Elektrolyten klein, was sich auf die spezifische Kapazität der negativen Elektrode auswirkt.

Drei, Oberflächenbehandlung

1 Ändern Sie die Porenstruktur

Die Oberflächenporenstruktur von Graphit ist ein wichtiger Faktor, der die Fähigkeit von Batterien bestimmt, Lithium einzufügen. Das Vorhandensein von Mikroporen auf der Oberfläche des Graphitmaterials kann den Diffusionskanal von Li + erhöhen und den Diffusionswiderstand von Li + verringern, wodurch die Geschwindigkeitsleistung des Materials effektiv verbessert wird.

Cheng et al. Graphit zum Ätzen in eine wässrige Lösung mit starkem Alkali (KOH) gegeben und dann bei 800 ° C in einer Stickstoffatmosphäre getempert, um Nanoporen auf der Oberfläche zu erzeugen. Diese Nanoporen können als Eingang von Li + verwendet werden, so dass Li + nicht nur von der Endoberfläche des Graphits eintreten kann, sondern auch von der Basisoberfläche eingebettet werden kann, wodurch der Migrationsweg verkürzt wird . Nach dem Testen, Laden und Entladen mit einer Geschwindigkeit von 3 ° C weist die KOH-geätzte Graphitanode eine Kapazitätsretentionsrate von 93% auf, die höher ist als die des ursprünglichen Graphits (85%); Bei einer Rate von 6 ° C kann eine Kapazitätsbeibehaltungsrate von 74% erreicht werden.

Shim et al. verglichen die Kapazitätsretentionsraten von Rohgraphit, geätztem geglühtem KOH-Graphit und geätztem KOH-Graphit bei 80 ° C und bewiesen, dass die Kapazitätsretentionsrate von geätztem Graphit bei 80 ° C die beste ist und die von geätztem geglühtem Graphit der Zweite. Der Grund dafür ist, dass das Hochtemperaturglühen die Kristallstruktur zerstört. Durch Impedanzanalyse beträgt der Li + -Diffusionswiderstand des geätzten Graphits nach 50 Zyklen nur 60% des ursprünglichen Graphits, was die Optimierung seiner Geschwindigkeitsleistung weiter erklärt.

Einige Wissenschaftler verwenden auch die Gasphasenabscheidung, um Kohlenstoffnanoröhren mit hoher Leitfähigkeit in situ auf der Graphitoberfläche zu züchten, so dass die anfängliche Lade- und Entladungseffizienz von Graphit> beträgt; 95% und die Kapazitätsretentionsrate nach 528 Zyklen ist> 92%.

Es ist ersichtlich, dass die Optimierung der Porenstruktur der Graphitoberfläche den Diffusionskanal von Li + erhöhen und den Diffusionswiderstand von Li + verringern kann, was ein wirksames Mittel zur Verbesserung der Geschwindigkeitsleistung ist und Zyklusstabilität von Graphit.

2 Oberflächenoxidation

Durch Oxidation können die ungeordneten Kohlenstoffatome auf der Oberfläche von natürlichem Graphit eliminiert werden, so dass die Oxidations-Reduktions-Reaktion auf der Graphitoberfläche gleichmäßig ablaufen kann. Gleichzeitig bilden sich auf der Oberfläche von oxidiertem natürlichem Graphit funktionelle Gruppen wie -COO- und -OH. Diese funktionellen Gruppen binden in Form von kovalenten Bindungen an die Oberfläche von natürlichem Graphit und bilden während Lade- und Entladezyklen einen chemisch stabilen SEI-Film auf der Oberfläche von natürlichem Graphit, wodurch die erste Lade-Entlade-Effizienz von natürlichem Graphit und der Zyklus verbessert werden Die Lebensdauer von Graphit wird verbessert. Das Oxidationsmittel wählt im Allgemeinen O 2, HNO 3 und H 2 O 2.

Die Oxidation unter Verwendung eines Gasphasenoxidationsmittels erfordert im Allgemeinen eine Hochtemperaturbehandlung, um die Oberflächendefekte von Graphitpartikeln zu reparieren. Shim et al. verwendete Luft als Oxidationsmittel, um natürlichen Graphit bei 550 ° C zu oxidieren. Die Studie ergab, dass der Gewichtsverlust während des Oxidationsprozesses linear mit der Abnahme der spezifischen Oberfläche zusammenhängt; Nach der Oxidation beträgt der Oberflächendurchmesser von natürlichem Graphit 40 bis 400 A. Die Oberfläche wird erheblich reduziert und die Zyklusleistung und die Effizienz beim ersten Laden / Entladen werden verbessert, aber die reversible Kapazität und die Ratenleistung bleiben unverändert.

Zusätzlich werden dem Inertgas einige relativ schwache oxidierende Gase wie H2O und CO2 zugesetzt, um Graphit bei hohen Temperaturen zu oxidieren. Experimente haben gezeigt, dass die Einführung von Ni, Co, Fe und anderen Katalysatoren in den Oxidationsprozess den Oxidationsbehandlungseffekt verbessern kann, und Li kann auch Legierungen mit Metallen bilden, die als Oxidationskatalysatoren verwendet werden, und diese Legierungen können auch dazu beitragen, die reversible Kapazität zu erhöhen.

Die Verwendung stark oxidierender flüssiger Reagenzien (wie H2O2, HNO3 usw.) kann Graphit bei einer niedrigeren Temperatur oxidieren. Im Allgemeinen ist die Oberfläche von Graphitpartikeln mikrooxidiert oder mikrogequollen. Wu et al. verwendeten eine Vielzahl von Oxidationsmitteln (Ammoniumpersulfat, H2O2, Cersulfat usw.), um die Graphitanodenmaterialien zu oxidieren, und beobachteten Nanoporen auf der Oberfläche von Graphitpartikeln durch hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM), die Mikrooxid sind Graphit Die reversible Kapazitätserhöhung liefert eine Basis.

Mao et al. stellten mikrooxidierten Graphit mit K2FeO4 als Oxidationsmittel her, das den ungeordneten Teil der Graphitoberfläche beseitigte, und führten Nanoporen und einige Fe-Elemente ein, um die reversible Kapazität von Graphit von 244 mAh / g auf 363 mAh / g zu erhöhen.

Darüber hinaus verwenden einige Leute Oxidationsmittel und Interkalationsmittel, um den Graphit mikroexpandieren zu lassen, wodurch die Lithium-Interkalationskanäle erweitert und die Lithium-Interkalationskapazität und die Geschwindigkeitsleistung verbessert werden. Zou et al. verwendet H2O2-Oxidationsmittel und konzentrierte Schwefelsäure als Interkalationsmittel zur Herstellung von mikroexpandiertem Graphit; dann wurde Phenolharz als Vorstufe für die Kohlenstoffbeschichtung verwendet, so dass die spezifische Kapazität des negativen Elektrodenmaterials 378 mAh / g erreichte, und nach 100 Lade- und Entladezyklen betrug die Kapazitätsretentionsrate 100%.

Es ist ersichtlich, dass nach einer Mikroexpansions- und kohlenstoffbeschichteten Verbundmodifikationsbehandlung die Zyklusleistung des Verbundmaterials im Vergleich zu natürlichem Flockengraphit und beschichtetem natürlichem Flockengraphit stark verbessert ist. Die Oxidationsbehandlung von Graphit besteht hauptsächlich darin, ungeordnete Kohlenstoffatome auf der Oberfläche von Graphit zu entfernen oder Nanoporen zu erhöhen, den Weg der Insertion und Freisetzung von Li + zu erweitern, was die Geschwindigkeitsleistung und die Zyklenstabilität des negativen Elektrodenmaterials effektiv verbessern kann und der Effekt der Verbesserung der Kontrastkapazität ist nicht groß. Diese Funktion ist dieselbe. Die Änderung der Porenstruktur der Graphitoberfläche ist dieselbe.

3 Oberflächenfluorierung

Fluorierter Graphit wird durch Fluorieren der Oberfläche von natürlichem Graphit hergestellt. Durch die Fluorierungsbehandlung wird auf der Oberfläche von natürlichem Graphit eine CF-Struktur gebildet, die die strukturelle Stabilität von Graphit stärken und verhindern kann, dass Graphitflocken während des Zyklus abfallen. Gleichzeitig kann die Oberflächenfluorierung von natürlichem Graphit auch den Widerstand im Li + -Diffusionsprozess verringern, die spezifische Kapazität erhöhen und die Lade- und Entladeleistung verbessern.

Wu et al. verwendetes Argongas, das 5% Fluor enthält, um natürlichen Graphit bei 550 ° C zu fluorieren. Nach 5 Zyklen stieg die Coulomb-Effizienz von 66% auf 93%, und die spezifische Kapazität lag ebenfalls über der theoretischen spezifischen Kapazität von Graphit. Matsumoto et al. verwendeten ClF3 zur Verarbeitung von natürlichem Graphit mit unterschiedlichen Partikelgrößen. Nach der Behandlung wurde festgestellt, dass sich F- und Cl-Elemente auf der Graphitoberfläche befanden und die kleinere Partikelgröße von natürlichem Graphit eine kleinere Oberfläche hatte. Durch Lade- und Entladetests wurde die erste Lade- und Entladeeffizienz aller Proben um 5% bis 26% erhöht.

Yin et al. synthetisierte eine Reihe von Polythiophen / Graphit-Fluorid-Verbundmaterialien durch Polymerisation von Thiophenmonomeren auf der Oberfläche von fluoriertem Graphit als Rohmaterialien und fand heraus, dass sich die Pth-Beschichtung mit 22,94% mit einer hohen Geschwindigkeit von 4 ° C entladen kann und die Energiedichte erreicht werden kann 1707 Wh / kg, was höher ist als bei natürlichen Graphitmaterialien.

Durch die Fluorierungsbehandlung von Graphit werden die Ratenleistung und die Zyklusleistung effektiv verbessert, aber die spezifische Kapazität wird nicht stark verbessert; Nachdem der fluorierte Graphit erneut modifiziert wurde, kann die spezifische Kapazität effektiv verbessert werden.

4 Beschichtungsmodifikation

Die Beschichtungsmodifikation basiert auf graphitartigem Kohlenstoffmaterial als&"Kern GG" und einer Schicht aus amorphem Kohlenstoffmaterial oder einem&"Hülle GG"; aus Metall und seinem Oxid wird auf seine Oberfläche aufgetragen, um Teilchen mit einem&"Kern-Schale-GG" zu bilden; Struktur. Die Vorläufer üblicherweise verwendeter amorpher Kohlenstoffmaterialien umfassen pyrolytische Niedertemperatur-Kohlenstoffmaterialien wie Phenolharz, Pech und Zitronensäure. Die Metalle sind im Allgemeinen Metallelemente mit guter Leitfähigkeit wie Ag und Cu.

Der Schichtabstand von amorphen Kohlenstoffmaterialien ist größer als der von Graphit, was die Diffusionsleistung von Li + verbessern kann, was der Bildung einer Li + -Pufferschicht auf der Außenfläche von Graphit entspricht Verbesserung der Hochstrom-Lade- und Entladeleistung von Graphitmaterialien; Metallelemente können verbessert werden Die Leitfähigkeit des negativen Elektrodenmaterials verbessert seine Lade- und Entladeleistung bei niedrigen Temperaturen. Das Verfahren zur Verwendung von Pech als Vorstufe von amorphem Kohlenstoff war relativ ausgereift und wurde in der Arbeit mehrfach erwähnt.

In den letzten Jahren haben Han et al. untersuchten die Auswirkungen verschiedener Komponenten von Kohlenteerpech (CTP) (gelöst in Hexan, Toluol und Tetrahydrofuran) und verschiedener Erweichungspunkte (20 ° C, 76 ° C, 145 ° C und 196 ° C) auf Graphitanoden. Der Einfluss chemischer Eigenschaften. Studien haben gezeigt, dass das Laden und Entladen bei 5 ° C und das Beschichten mit unlöslichen Hexan- und Toluollöslichkeiten in CTP eine spezifische Kapazität von 263 mAh / g bei 5 ° C aufrechterhalten kann; und je höher der CTP-Erweichungspunkt ist, desto höher ist die spezifische Kapazität des Materials. Die spezifische Kapazität des CTP-Materials mit einem Erweichungspunkt von 196 ° C kann 278 mAh / g erreichen, und der Ladungsübertragungswiderstand nimmt auch mit zunehmendem Erweichungspunkt ab.

Wu et al. das Phenolharz und den kugelförmigen Graphit in Methanol gemischt, das Lösungsmittel zur Trockne eingedampft und dann bei hoher Temperatur in einer inerten Atmosphäre getempert; Durch Mahlen und Sieben war die Oberfläche der erhaltenen Graphitpartikel glatter, was ihre Zyklenstabilität erhöhte, und nach 5 Zyklen ist ihre spezifische Kapazität 172 mAh / g höher als die des Graphitmaterials. Neben Pech und Phenolharz haben einige Wissenschaftler in den letzten Jahren auch Zitronensäure als amorphen Kohlenstoffvorläufer untersucht.

Der Verbund aus Graphit, Metall und Metalloxid wird hauptsächlich durch Abscheidung auf der Oberfläche von Graphit erreicht. Die Metallbeschichtung kann nicht nur die elektronische Leitfähigkeit von Graphit verbessern, sondern auch Sn und seine Oxide und Legierungen können als Matrixmaterial für die Lithiumspeicherung verwendet werden, was einen synergistischen Effekt mit Graphit hat, um die elektrochemische Leistung der negativen Elektrode weiter zu optimieren. Unter Verwendung von NaH zur Reduktion von SnCl 2 oder SnCl 4 in n-Butanol zur Ablagerung einer Schicht Nano-Sn auf der Oberfläche von Graphit kann eine stabile spezifische Kapazität von 400 bis 500 mAh / g erhalten werden. Die Abscheidung von Metallen wie Ag und Cu erfolgt im Allgemeinen durch Elektroplattieren, und die resultierende Metallschicht ist glatt und gleichmäßig. Darüber hinaus ist die Silberspiegelreaktion auch ein einfaches und wirksames Verfahren zur Bildung einer Silberbeschichtung.

Die Kohlenstoffbeschichtung ist eine wirksame Methode zur Optimierung der elektrochemischen Leistung von Graphitanoden, deren Optimierungseffekt jedoch begrenzt ist. Es hat nur eine teilweise Optimierungsfunktion hinsichtlich der Zyklusstabilität und der Effizienz beim ersten Laden und Entladen. Metallbeschichtung verbessert nur die Leitfähigkeit und Zyklusstabilität des Anodenmaterials. Sie wirkt sich verstärkt auf die Lade- und Entladeleistung bei niedriger Temperatur aus. Daher können die beiden Verfahren der Kohlenstoffbeschichtung und der Metallbeschichtung den inhärenten Nachteil einer geringen spezifischen Kapazität von Graphit nicht lösen.

Viertens Dotierungsmodifikation

Das Dotierungsmodifikationsverfahren ist flexibler und die Dotierungselemente sind vielfältig. Derzeit sind Forscher aktiver in dieser Methode. Das Dotieren von Nicht-Kohlenstoff-Elementen in Graphit kann den elektronischen Zustand von Graphit verändern, wodurch es einfacher wird, Elektronen zu erhalten, wodurch die Menge an eingebettetem Li + weiter erhöht wird.

Durch Pyrolyse von H3PO4 und H3BO3 konnten Park et al. P und B erfolgreich auf die Graphitoberfläche dotiert und chemische Bindungen mit ihnen gebildet, was die Zyklusstabilität und die Geschwindigkeitsleistung von Graphit effektiv verbesserte. Da Si und Sn in der Lage sind, Lithium zu speichern, wurden weitere Untersuchungen zur Verbindung dieser beiden Elemente mit Graphit durchgeführt. Park et al. Zugabe von Antimon-haltigen Zinnoxidpartikeln zum Graphitanodenmaterial. Die Antimon enthaltenden Zinnoxidpartikel und Graphitpartikel werden durch Zitronensäure miteinander verbunden, um die spezifische Kapazität des Anodenmaterials auf 530 mAh / g zu erhöhen, und die spezifische Kapazität kann nach 50 Zyklen aufrechterhalten werden. 100%.

Chen et al. kombinierte Nano-Silizium-Partikel, Pech und Flockengraphit durch Sprühtrocknung, um eine spezifische Kapazität von 1141 mAh / g zu erhalten. Gleichzeitig haben andere Forscher Graphit, amorphe Kohlenstoffmaterialvorläufer und Nano-Si in einem organischen Lösungsmittel durch Ultraschall, Rühren oder Kugelmahlen gemischt und dann die Verbundmaterialien getrocknet und getempert, wodurch die spezifische Kapazität der negativen Elektrode effektiv erhöht wurde Material. Es bestätigt den synergistischen Effekt von Si und Graphit.

Das Dotieren verschiedener Elemente in Graphitmaterialien hat unterschiedliche Optimierungseffekte auf die elektrochemische Leistung. Unter diesen hat die Zugabe von Elementen (Si, Sn), die auch die Fähigkeit haben, Lithium zu speichern, einen signifikanten Effekt auf die Erhöhung der spezifischen Kapazität von Graphitanodenmaterialien, jedoch aufgrund der Begrenzung der spezifischen Kapazität von Graphit selbst, die Ein idealer Effekt wird immer noch nicht erreicht.

Fünf abschließende Bemerkungen

Sphäroidisierung, Porenstrukturänderung, Oxidationsmodifikation, Fluorierungsmodifikation und Beschichtungsmodifikation können die anfängliche Lade- und Entladungseffizienz von Anodenmaterialien auf Graphitbasis verbessern, die Diffusionsrate von Li + im Anodenmaterial erhöhen und die Geschwindigkeitsleistung optimieren des Anodenmaterials. Der Effekt ist im Hinblick auf die Zyklusstabilität signifikant, es gibt jedoch keinen offensichtlichen Optimierungseffekt bei der Verbesserung der spezifischen Kapazität. Eine Dotierungsmodifikation kann Materialien mit unterschiedlichen Lithiumspeicherfähigkeiten vollständig kombinieren, ihre jeweiligen Vorteile ausüben und die spezifische Kapazität des negativen Elektrodenmaterials signifikant erhöhen, aber seine Geschwindigkeitsleistung und Zyklenstabilität werden bis zu einem gewissen Grad verringert. Daher wird die Verwendung einer Vielzahl von Methoden zur synergistischen Modifizierung der effektiven Kombination von Graphit- und Si- oder Sn-Elementen und zur Behebung des Mangels an schlechter Zyklusstabilität von Verbundwerkstoffen im Mittelpunkt künftiger Forschung stehen.