改性石油焦锂电池负极材料

  当前电动汽车用大型动力锂离子电池在安全性、容量及循环性方面还不尽人意,综合性能急需提升。石油焦作为石油化工裂解的副产品,无需经过高温石墨化处理,材料成本较低且来源广泛,将其作为锂离子动力电池负极进行高端利用,可提高产品附加值,具有广阔的利润空间。

  石墨材料在电位平台、容量、循环、首次库仑效率、安全性等方面具有优异的综合性能,在电子产品领域获得了广泛应用,约占负极材料市场的97%。但在电动汽车领域,由于石墨类碳材料的片层状网格结构,使其不适于用作锂离子动力电池负极,这也成为锂离子动力新能源汽车未能得到大规模商业化应用和普及的原因之一。

  石墨用于动力电池的缺点主要表现在大倍率及安全性能差这两个方面,而低温或中温处理石油焦具有低密度、低结晶度的乱层结构,具有大倍率性能优越、安全性能好、价格低廉的优点,弥补了石墨类碳材料的缺点。

  济南大学在国内率先开展了石油焦作为锂离子动力电池负极材料的产业化研究,尝试了一系列的改性方法,并对其改性原理、工艺进行了深入研究,获得了首次循环效率60%~70%、稳定循环容量220~250mAh/g的系列样品,为改性石油焦用于动力电池的产业化打下基础。

  目前,市场上石油焦的价格平均1200元/吨左右,作为商业化锂离子电池负极的高品质石墨材料1万元/吨以上。改性石油焦售价为1万元/吨左右。随着锂离子电池动力电源混合动力、纯电动汽车及电动自行车在我国的普及,改性石油焦负极材料将具有很好的前景。


关键字:石墨
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