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      研究使用非鋰的金屬化合物用于鋰電池負極

      作者:????來源:????發布時間:2019-11-08 11:35????瀏覽量:

      相對于金屬鋰而言,鋰合金負極避免了枝晶的生長,從而提高了安全性。但由于合金材料在反復的循環過程中經歷較大的體積變化,電極材料會逐漸粉化,鋰電池組容量迅速衰減。

      為了解決合金材料的粉化問題,不同的研究者提出了不同的解決方法。Huggins提出將活性的LixSi合金均勻分散在非活性(所謂的非活性是指在一定的電位下不參與反應)LixSn或LixCd中形成混合導體全固態復合體系。有人提出將鋰合金分散在導電中形成復合材料;將小顆粒合金嵌入到穩定的網絡支撐體中。這些措施從一定程度上抑制了合金材料的粉化,但仍然沒有達到實用化的要求。

      隨著負極概念的突破,負極材料不再需要含鋰,這使得在合金材料的制備上有了更多的選擇。不含鋰的金屬間化合物被用于負極進行研究。存在兩類金屬間化合物,一類是含兩種可嵌鋰合金之間的金屬間化合物,如SnSb、SnAg、AgSi、GaSb、AlSb、InSb。這類金屬間化合物,由于不同的金屬在不同的電位與鋰發生合金化反應,一種金屬與鋰發生合金化反應時,另一種金屬呈惰性,相當于活性合金分散在非活性合金的網絡中。相對于單一金屬,材料的循環性能有很大提高。另外一類金屬間化合物是可嵌鋰活性金屬和非活性金屬的合金,如Sb2Ti、Sb2V、Sn2Co、Sn2Mn、A12Cu、Ge2Fe、CuSn,Cu2Sb、Cr2Sb。這類合金只有一種金屬是活性的,另外一種充當了導電惰性網絡的作用,相對于前一種兩種活性金屬的金屬間化合物循環性有所改進,但這是以犧牲比容量為代價的。

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