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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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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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jymm

铁杆木虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
我觉得这其实也就是包覆的本质问题了。如果单纯考虑炭包在了正极材料表面,那肯定会对锂离子的脱嵌造成不好的影响,因为碳本事的锂离子脱嵌能力相对于阴极材料本身并不好,但包覆为什么会起到作用呢?主要是包覆层会阻止阴极材料与电解液的副反应,如果不包覆,副反应的产物会在阴极表面沉积,溶出的过渡金属离子会在阳极表面沉积,这些都会极大地阻碍锂离子的迁移,而包覆过后,这些都会减轻,因此会有好处,但包覆的量就对结果有较大影响了。

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6楼2016-07-06 22:19:17
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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……
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)

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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