大家都知道鋰離子電池是由鋰電池發(fā)展而來,鋰電組主要是由正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負(fù)極是鋰,而鋰離子電池是以含鋰的化合物作正極,碳素材料為負(fù)極,只有鋰離子成份,隨著材料的不斷科研也取得了很大的成果。
近期鋰離子電池以尖晶石結(jié)構(gòu)的Li4Ti5O12作為一種新的負(fù)極材料,成了科研的熱點(diǎn),鋰離子電池以它獨(dú)有的特性,在小型移動(dòng)電子設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用,現(xiàn)以在電動(dòng)汽車以及智能電網(wǎng)用的鋰離子儲(chǔ)能電池,更進(jìn)一步的擴(kuò)展,新研制的Li4Ti5O12其電位平臺(tái)在1.54V,高的電位平臺(tái)避免了鋰枝晶的形成,從而提高了電池的安全性能,同時(shí)在鋰離子嵌入過程中的體積零應(yīng)變,具有潛在循環(huán)性好的優(yōu)勢(shì)。
從這種材料來看,純Li4Ti5O12為寬帶隙材料,具有很低的電子電導(dǎo)率,而且還不能在大電流的密度下進(jìn)行充放電,以Li4Ti5O12為負(fù)極的鋰離子電池在使用和貯存過程中由于表面催化反應(yīng),有持續(xù)脹氣問題,帶來一定安全隱患和降低循環(huán)壽命,對(duì)其進(jìn)行表面包覆是解決其問題的有效途徑之一,但如何得到均勻的包覆層以及實(shí)現(xiàn)在較低溫度下得到高電導(dǎo)率的包覆層一直是一個(gè)重要的技術(shù)難題。
由中國物理研究中心提出,利用含氮元素離子液體實(shí)現(xiàn)均勻薄層,含氮元素?fù)诫s碳包覆Li4Ti5O12負(fù)極材料的技術(shù),包覆改性后的材料顯示了突出的循環(huán)性與倍率特性倍率下容量保持率80%,這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于離子液體具有較低的蒸汽壓,在熱處理過程中不會(huì)有溶劑揮發(fā)的問題,所以易于形成均勻的包覆層;離子液體有種類豐富的陰、陽離子可以選擇,便于調(diào)節(jié)其中氮的構(gòu)型和含量,該低溫包碳方法還可以推廣到對(duì)其它電極材料的包覆。
為了讓鋰離子電池材料上面有更高的創(chuàng)作,由中國科技研究院構(gòu)建了界面結(jié)構(gòu)模型,并申明了相關(guān)發(fā)明的專利,使研制成果更加穩(wěn)定能獲得更好的運(yùn)用,同時(shí)也在鋰離子電池材料技術(shù)上面提議更深入的鉆研。