1830
2022-03-22
颗粒在线讯：包含人造石墨和天然石墨的石墨家族由于具有相对较高的理论比容量（372mAh/g）和合适的脱嵌锂电位因而被广泛应用于锂离子电池负极材料。近年来，处于减少CO2排放的考量，天然石墨（NG）的市场份额逐渐扩大。最近，清华大学康飞宇教授等对天然石墨在锂离子电池中的起源、作用和相关研究进展进行了详细概括总结。
本文要点：
1）天然石墨主要分为片状石墨和微晶石墨。作为锂离子电池负极材料，片状石墨表现出较高的可逆比容量和首周库伦效率，但是其循环稳定性稍差；而微晶石墨循环稳定性和倍率性能都不错但是首周库伦效率较低。而且，这两种石墨在快充过程中都面临着析锂的问题。
2）文章总结了解决石墨负极上述问题的常见策略。第一种方法是进行碳包覆：碳包覆可以降低石墨的比表面积，减少电解液侵蚀的机会，因而降低电解液溶剂在低电位下的不可逆分解，从而提高首周库伦效率。第二种方案是构建复合石墨负极材料来提高容量，比如将石墨与比容量很高的合金类负极如Si等复合。此外，由天然石墨衍生出的石墨烯材料也具备十分优异的电化学性能。
3）文章对石墨负极的发展做出了展望：为了实现更高的锂电池安全性和能量密度，应更多地关注稳定固态电解质和高性能全固态电解质的混合石墨-锂负极之间的界面问题，尤其是在长循环期间的大电流密度和高面积容量条件下的应用。而石墨烯的未来研究应集中在开发可扩展且低成本的生产方法同时不牺牲石墨烯的质量。
Liang Zhao et al, Revisiting the Roles of Natural Graphite in Ongoing Lithium-Ion Batteries, Advanced Materials, 2022
DOI: 10.1002/adma.202106704
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202106704
版权与免责声明：
（1） 凡本网注明"来源：颗粒在线"的所有作品，版权均属于颗粒在线，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已获本网授权的作品，应在授权范围内使用，并注明"来源：颗粒在线"。违反上述声明者，本网将追究相关法律责任。
（2）本网凡注明"来源：xxx（非颗粒在线）"的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责，且不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网下载使用，必须保留本网注明的"稿件来源"，并自负版权等法律责任。
（3）如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。
