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扫描电镜在锂电池负极材料的应用
2021-09-07

什么是负极材料?
       负极材料,是电池在充电过程中,锂离子和电子的载体,起着能量储存与释放的作用,主要影响锂电池的首次效率、循环性能、倍率等指标。在电池成本中,负极材料约占5%-15%,是锂离子电池的四大关键材料之一。
       锂电池工作时主要的移动离子是阳离子,电池充电时,正极的锂原子电离为带正电荷的锂离子和电子。带正电的锂离子从正极出发,穿过薄膜后到达负极,并在负极与电子合成锂原子。电池放电时则完全相反,锂离子从负极材料表面电离为锂离子和电子,其中带正电荷的锂离子从负极出发,穿过薄膜后到达正极,并与电子合成锂原子。锂离子电池能否成功地制成,关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料。


                                 图1:锂电池工作原理示意图

负极材料的类型
       负极材料主要分为碳材料与非碳材料两类。碳类是指碳基体系,主要包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球和硬碳。目前市场化应用程度最高的为碳材料中的石墨类负极材料。相比其他类型锂电池负极材料应用,天然石墨和人造石墨在电池比容量、首次效率、循环寿命、安全性等方面具备综合优势,且原材料来源广泛、价格便宜,是最主流的锂电池负极材料。
       非碳材料主要包括硅基材料、锡基材料、钛基材料、氮化物和金属锂等。


                                              图2:负极材料分类

扫描电镜在负极材料的应用
       扫描电镜(SEM)可以轻松将样品放大几万倍,使得几个纳米的细微结构都清晰可见。借助扫描电镜可以观察负极材料颗粒物的大小、分布情况、表面形貌、其他掺杂等细微特征,完成层间距的测量,为研究人员改善提升电池的质量提供强有力的帮助。
       KYKY扫描电镜产品在负极材料应用广泛,服务多家该领域的国内龙头企业,下面为KYKY扫描电镜对负极材料的观测图。


                                          天然石墨


                                低膨胀、长循环天然石墨                 


                                           极限石墨


                                          人造石墨


                                     高性价比人造石墨


                                  快充、长寿命人造石墨


                                低膨胀、长寿命人造石墨


                           高能量密度、低膨胀人造石墨
       中科科仪多年来一直致力于电子显微镜产品的研制开发和技术升级,于1975年成功研制我国首台扫描电镜,2014年成功研制我国第一台场发射枪扫描电镜,具备深厚的技术积累与产业化应用经验。KYKY扫描电镜可以快速提供负极材料样品准确和完整的信息,帮助负极材料制造商进一步优化生产过程,提升电池质量。我们的专业技术团队可以提供全方位扫描电镜测试解决方案,为潜在客户提供样品测试服务,欢迎大家留言咨询。
 

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