Материал отрицательного электрода является носителем ионов лития и электронов в процессе зарядки литиевых аккумуляторов. Он играет роль хранения и высвобождения энергии. Это важная часть литиевых батарей и один из ключевых факторов, влияющих на их производительность. В соответствии с различными исходными материалами анодные материалы можно разделить на две категории: одна из них — углеродные материалы, включая графитированные углеродные материалы [искусственный графит, природный графит и мезоуглеродные микросферы (MCMB)], углеродные наноматериалы (графен) и неорганические углеродные материалы, задающие форму ( твердый и мягкий углерод). Другая категория — это неуглеродные материалы, в основном материалы на основе кремния, материалы на основе олова и материалы на основе титана.
Графит имеет характеристики высокой электропроводности, высокой кристалличности и отличной слоистой структуры. Его емкость интеркаляции лития высока (теоретическая емкость LiC6 составляет 372 мАч/г), а потенциал интеркаляции лития низок, обычно около 0,1 В. Структурное расширение во время процесса небольшое, и это высококачественный материал отрицательного электрода литиевой батареи. Таким образом, графитизированные углеродные материалы стали наиболее широко используемой, самой зрелой технологией и самыми ранними коммерческими анодными материалами.
Натуральный графитовый анодный материал производится из природного графита. Его технология подготовки является относительно зрелой и характеризуется низкой стоимостью, высокой теоретической удельной емкостью, хорошей производительностью обработки, но высокой необратимой емкостью, плохой производительностью цикла и низкой производительностью сильноточного заряда и разряда. Плохая совместимость с электролитом и большое расширение. Чтобы улучшить присущие природному графиту структурные дефекты, его необходимо обрабатывать модификацией поверхности, обработкой поверхности, модификацией легирования и другими методами.
Искусственный графитовый материал отрицательного электрода представляет собой материал с определенным гранулометрическим составом, полученный путем дробления и гранулирования сырья, такого как игольчатый кокс, нефтяной кокс и пековый кокс, а затем подвергается высокотемпературной графитизации с образованием структуры графитового листа. Во время производства анодные материалы из искусственного графита также можно разделить на MCMB, мягкий углерод и твердый углерод в соответствии с различными методами обработки. Как игольчатый кокс, так и нефтяной кокс обладают характеристиками легкой графитизации, а подготовленный искусственный графитовый анодный материал обладает высокой емкостью, высокой эффективностью при первом включении и хорошими характеристиками цикла. С появлением мирового рынка аккумуляторов быстрая зарядка и высокая емкость стали ключом к преодолению технических барьеров. Анодные материалы должны иметь хорошие рабочие характеристики цикла, производительность скорости и производительность обработки. Искусственный графит постепенно стал основным продуктом на рынке анодных материалов для литиевых батарей.
Среднесернистый нефтяной кокс не только имеет большой запас, множественность источников и широкий выбор предприятий, но и цена его составляет всего 1/2, а то и 1/3 малосернистого нефтяного кокса. Прорывы в его прикладных исследованиях решили проблему искусственного графита на игольчатом коксе. , Зависимость от сырья для производства кокса с низким содержанием серы еще больше улучшит показатели затрат на искусственные анодные материалы, поможет расширить сценарии применения новых энергетических батарей, построить цепочку поставок сырья с быстрым ростом анодных материалов и обеспечить их здоровое развитие.