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dechao69

木虫 (小有名气)

[求助] 关于锂离子电池石墨负极 比表面积和SEI膜

我做的是一种碳多孔材料,比表面积有15m2/g左右,可逆容量还算可以,但是首次不可逆容量也很大,库仑效率较低。
      我看到对于石墨负极材料,很多研究者通过采用沥青、树脂高温裂解做碳包覆,形成核-壳结构以降低石墨的比表面、改善与电解液的相容性。
      那么,如果我也在这种多孔材料表面包覆一层无定形碳,那么能不能起到这种作用呢? 球壳存在是降低了与电解液接触的比表面积,但是内部还是多孔结构,会不会依然因生成SEI膜而造成较大的不可逆容量呢?
      求高人帮助理清关于比表面积和SEI膜的关系。
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锂电材料 锂电池负极

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liucheng200883

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

dechao69(金币+1): 2011-09-20 22:38:15
由于你的材料的比表面积相对比较大,与电解液的接触面积自然就比其他的石墨材料的要大,因此在首次充放电过程中因形成SEI膜所消耗的电解液就相对也较多,因此早成不可逆容量比例大。
进行表面碳包覆形成一种类似的核-壳结构后,可以明显的降低石墨的表面积,与电解液的接触面积也相应减小,形成SEI膜时消耗的电解液也回相应将少,因此不可逆容量是可以减小的。这个毫无疑问。
你的多孔碳材料还有一个优势的存在,就的进行表面包覆后,材料内部的孔道结构可以显著的提高锂离子的储存能力,如果孔道适中的话,对与大倍率充电是有帮助的,因为其孔道可以将锂离子以锂离子簇的形式存于其孔道中,而不用性能所谓的LiC6.但是这种孔道结构是很难形成的。需要技术上的深入研究。
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2楼2011-09-19 19:14:27
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dechao69

木虫 (小有名气)

引用回帖:
2楼: Originally posted by liucheng200883 at 2011-09-19 19:14:27:
由于你的材料的比表面积相对比较大,与电解液的接触面积自然就比其他的石墨材料的要大,因此在首次充放电过程中因形成SEI膜所消耗的电解液就相对也较多,因此早成不可逆容量比例大。
进行表面碳包覆形成一种类似 ...

嗯,在首次的嵌锂过程中,电解液中的锂离子会不会透过外层的热解碳进入到材料内部与多孔炭材料发生反应生成SEI膜呢?
在科研的大路上有所作为!进取!
3楼2011-09-20 09:58:46
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liucheng200883

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

dechao69(金币+2): 2011-09-20 22:38:24
引用回帖:
3楼: Originally posted by dechao69 at 2011-09-20 09:58:46:
嗯,在首次的嵌锂过程中,电解液中的锂离子会不会透过外层的热解碳进入到材料内部与多孔炭材料发生反应生成SEI膜呢?

首先必须明确一个概念问题(建议去看一下SEI膜的成膜机理),SEI膜的形成是电解液溶剂,锂盐,负极材料在电流的作用下共同反应的结果,电解液中的锂离子透过外层的热解碳进入到材料内部与多孔炭材料发生反应是不会生成SEI膜的,形成的是我们的负极储锂化合物LiC6。由于有外层包裹层的保护,起保护层只允许锂离子的通过,电解液在外层SEI膜形成后是不会进入内部孔道的。
个性造就风格,风格成就人生,人生创造奇迹
4楼2011-09-20 10:42:34
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bigrabbit

银虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

SEI膜是有一定厚度的,在碳包覆层上形成后,会将一些孔径的纳米孔堵上的,所以说,只要包覆层在材料表面是完整的,那么,你那个多孔材料的高比表面特性将会消失,在包覆层内部,是无法形成双电层的。以上,供参考!
每天进步一点点!
5楼2011-09-24 15:53:22
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aqiao311

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
2楼: Originally posted by liucheng200883 at 2011-09-19 19:14:27
由于你的材料的比表面积相对比较大,与电解液的接触面积自然就比其他的石墨材料的要大,因此在首次充放电过程中因形成SEI膜所消耗的电解液就相对也较多,因此早成不可逆容量比例大。
进行表面碳包覆形成一种类似的 ...

您好,看了您的高论受益匪浅!关于您说的““如果孔道适中的话,对于大倍率是有帮助的,因为其孔道可以将锂离子以锂离子簇的形式存于其孔道中””,请问您这个说法如何理解,锂离子以什么样的状态,形成什么样的键才能以这种形式存在呢?有具体研究这方面的文献吗?谢谢!
初吻给了烟!
6楼2014-06-10 15:54:35
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fukaiping

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
6楼: Originally posted by aqiao311 at 2014-06-10 15:54:35
您好,看了您的高论受益匪浅!关于您说的““如果孔道适中的话,对于大倍率是有帮助的,因为其孔道可以将锂离子以锂离子簇的形式存于其孔道中””,请问您这个说法如何理解,锂离子以什么样的状态,形成什么样的键 ...

估计有超级电容的可能
7楼2015-05-12 09:34:12
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