產品型號:SDC-200S
更新時間:2025-12-19
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一 碳材料用于電池時的接觸角沒有固定值,其數值主要取決于碳材料的表面形貌、表面官能團以及電解液的類型,常見范圍在 10°~120° 之間。
- 用于正極集流體的石墨類碳材料,與碳酸酯類電解液的接觸角通常在 20°~40°,表面改性(如氧化、涂層)后可降至 10°~20°,提升潤濕性。
- 多孔碳負極材料因孔隙結構,接觸角多在 30°~60°,而未改性的無定形碳與電解液接觸角可能達到 80°~120°,潤濕性較差。
二 碳材料在電池領域應用廣泛,核心價值在于導電性優異、結構可調、化學穩定性高,不同類型碳材料適配電池不同關鍵部件,具體應用如下:
1. 負極材料
天然石墨、人造石墨是鋰離子電池主流負極,理論比容量達 372 mAh/g,層狀結構可實現鋰離子可逆嵌入/脫嵌;硬碳則是鈉離子電池負極的核心材料,適配鈉離子更大的離子半徑,比容量一般在 200~350 mAh/g。
2. 導電添加劑
炭黑(如Super P)、碳納米管、石墨烯等被添加到正/負極漿料中,能構建連續導電網絡,降低電極內阻,添加量通常為電極總質量的 1%~5%,適用于磷酸鐵鋰、三元材料等各類電極。
3. 集流體涂層
在銅箔/鋁箔表面涂覆一層超薄石墨或導電碳層,可提升集流體與活性材料的界面結合力,減少極化,還能抑制集流體腐蝕,該技術符合 GB/T 38826-2020 鋰離子電池集流體相關標準。
4. 電極骨架/載體
多孔碳、碳布、碳紙具有高比表面積和多孔結構,可作為鋰硫電池、鋅空氣電池等新型電池的電極骨架,負載硫、催化劑等活性物質,提升反應動力學性能。
三 碳材料在電池中承擔儲能、導電、結構支撐、界面優化四大核心功能,具體作用與材料類型強相關:
1. 儲能功能
石墨、硬碳等碳材料作為鋰電/鈉電負極,通過鋰離子/鈉離子的嵌入-脫嵌反應實現電荷存儲,是電池能量密度的核心貢獻者之一,如人造石墨負極的實際比容量可達 330~360 mAh/g。
2. 導電功能
炭黑、碳納米管、石墨烯等作為導電添加劑,在電極中構建連續導電通路,降低電極內阻(可將電極電阻率降至 10?3~10?? Ω·cm),提升電池的倍率性能和循環穩定性。
3. 結構支撐功能
多孔碳、碳布、碳紙等具有高比表面積和多孔結構,可作為鋰硫電池、鋅空氣電池的電極骨架,負載活性物質(如硫、催化劑)并緩沖體積變化,維持電極結構完整性。
4. 界面優化功能
集流體表面的碳涂層可抑制金屬箔腐蝕、增強集流體與活性材料的界面結合力,同時減少界面極化;部分碳材料還能調控電極/電解液界面的SEI膜形成,提升電池循環壽命。
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