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性能指标 | 碳系材料 | 非碳系材料 | |||||
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天然石墨 | 人造石墨 | 中间相碳微球 | 软碳 | 硬碳 | 钛酸锂 | 硅基负极材料 | |
比容量(mAh/g) | 340 - 370 | 310 - 360 | 300 - 340 | 250 - 300 | 250 - 400 | 165 - 170 | > 400 |
价格(万/吨) | 2 - 6.3 | 4.5 - 11 | 5.8 - 7.2 | - | - | 9.6 - 11.5 | 11 - 12 |
首次效率(%) | 90 - 93 | 90 - 96 | 90 - 94 | 80 - 85 | 80 - 85 | 98 - 99 | 60 - 92 |
工作电压(/N) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.52 | 0.52 | 1.55 | 0.3 - 0.5 |
倍率性能 | 较差 | 良好 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 优秀 | 良好 |
安全性 | 较差 | 良好 | 优秀 | 良好 | 良好 | 优秀 | 较差 |
循环寿命(次) | > 1000 | > 1500 | > 1000 | > 1000 | > 1500 | > 30000 | 300 - 500 |
缺点 | 初始库仑效率低,倍率性能差,充放电倍率低,电池寿命短 | 比能量低,倍率性能和安全性能相对不够高 | 制备过程复杂,产率低,成本高;在循环寿命方面与石墨对比无明显优势 | 首周效率低,产率低,循环寿命无优势 | 首周效率低,倍率性能差,全电池满充电态易于析锂、压实密度低 | 克容量低,倍率性能差,成本高,电子和离子电导率低 | 脱嵌锂引起体积膨胀收缩,导致电化学性能失效,电机容量衰减 |
改进思路 | 采用表面活性剂改性;机械处理进行球形化整形 | 提高容量,低成本化,降低内阻 | 优化生产工艺 | 改性处理 | 表面包覆,控制SEI形成;提高材料收率,降低成本 | 表面改性,金属掺杂,改善材料形貌尺寸等 | 碳包覆抑制颗粒体积变化 |
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