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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 化学电源 » 碳包覆对锂离子扩散的影响
北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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834113604

木虫 (正式写手)

[交流] 碳包覆对锂离子扩散的影响 已有21人参与

如题，从做锂电池开始我就一直想不明白，对电池材料进行碳包覆为何会改善电池的性能。
在嵌锂或脱锂材料中，对此种材料进行碳包覆，会在其表面形成一层薄薄的碳膜，由于碳是导电的，所以有效的提高了材料表面的导电性，降低了材料的表面电阻，但是我所说的前提是这些材料是嵌锂或脱锂材料，包覆的碳膜会在第一程度上阻碍锂离子的扩散，这就影响了他的容量问题，这样其容量应该减小啊！但是碳本身是有容量的，如果单纯是1+1的想法，即嵌脱锂材料的容量加上碳本身的容量，这样容量应该增加，但是由于嵌脱锂材料是在碳里面，我们可以认为材料的嵌脱锂会被碳所阻碍，所以我想问的是为什么在碳包覆后，材料的嵌脱锂不仅没有被阻碍，反而提升了其扩散作用（或者说提升其扩散系数）
此外，我们对材料做形貌的意义，其实纳米材料的意义是增加材料的表面积，这样就能减小锂离子的扩散距离，如果在这层距离之间加一层类似增透膜的膜，真的能改善其性能么？难道说锂离子在碳里面是角色类似电子在银材料的角色么？
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生活要TM有激情
1楼 2016-07-05 13:43:47
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jymm

铁杆木虫 (正式写手)
★
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引用回帖:
20楼: Originally posted by 834113604 at 2016-07-07 12:45:41
我想问你所说的副反应是SEI么？
但是有些文献也会在材料表面主动形成一层SEI以增加材料的cyclability。所以我觉得不单单只是这样的一个问题吧，其实我问的就是你回答中提到的，包覆对锂离子的迁移会有阻碍，比较这 ...

SEI是在阳极表面，它确实是会起到增强循环的作用，比如电池中经常会加一些容易形成SEI的添加剂。我所说的副反应是指阴极材料表面和电解液的反应，会形成类似SEI的CEI，它是在阴极表面的，而这种由于副反应生成的膜，对锂离子迁移是非常不利的，大多数包覆的文章都会提到包覆相对于未包覆可以减缓DCR的增长，就是这个原因。包覆并非锂离子不脱或不嵌。
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24楼2016-07-07 14:57:53
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蜗牛梦

木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
楼主的问题 非常好……帮顶！  我曾经也思考过,想过……简单点：就是碳包覆能改善正极材料的锂离子扩散能力么……
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蜗牛，为梦想而活！
2楼2016-07-05 19:29:04
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TUSHUIBIN

金虫 (正式写手)
坐等解释

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3楼2016-07-06 20:46:48
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chenyant

金虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
没这么简单，非常深奥。我国外老板给世界第二大磷酸铁锂生产商做他们碳包覆的基础研究，就是想搞清什么晶态，多厚最好，机理是什么。当然具体内容保密我也不知道，只知道边角料发了两篇nature子期刊，一个博后前后花了三年时间。

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4楼2016-07-06 21:16:21
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