鋰離子電池負極材料主要包括天然石墨、人造石墨、焦碳和碳纖維等。作為電極材 料的活性物質,對碳材料的要求有許多方面:如放電比容量、顆粒大小和比表面積、電 極極化性能、充放電穩定性等。目前國內外有許多研究單位在探索新的制備工藝來改善 電極性能。 采用常壓干燥技術,成功地制備了碳氣凝膠材料,通過控制制備條件,實現了碳氣 凝膠材料微結構人為裁剪與控制。這些新型儲能器件具有重量輕、體能密度高、無污染 等優點,是新一代綠色能源材料。多孔碳電極用于鋰電池將優于枝晶鋰電池,傳統的電 極充電時枝晶會在陰極上成核,當枝晶越過電極跨度時將造成短路,從而限制了充電次 數。用多孔碳做電極時,鋰離子嵌在石墨結構中,防止了鋰金屬的沉積和枝晶的形成, 而豐富的孔洞可提高電極與電池溶液的接觸面積。碳氣凝膠是由間苯二酚和甲醛在堿性 催化劑作用下,通過溶膠-凝膠和炭化工藝制備而成的。通過控制水和催化劑的用量, 可以控制其孔洞結構和密度,它的干燥過程也正由管來的超臨界干燥向常壓干燥發展, 以便降低氣制備成本,改善其性能,使其得到更廣泛的應用。碳氣凝膠也可能成為電池 材料的理想選擇。
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