锂离子动力锂电池负极材料-软碳材料的一些性能研究

随着动力锂电池能量密度的不断提升，关于整体性能的要求也不断提高，尤其是在不牺牲循环性能的情况下，要提升其大倍率充放电性能，这就对负极的材料体系提出了一定的技术要求。现有负极体系重要有人造石墨、天然石墨、改性石墨以及软硬碳材料等等，各自都有其应用的场景和范围，这次就简单讨论一下软碳材料的一些基本测试性能吧。

从上述曲线和表格中可以看出，MCMB无论是在克容量发挥，还是首次充放电效率上都具有明显的优势，而且在充放电时具有明显的平台，而软碳材料似乎在克容量以及首次效率上并不占有明显优势，而且充放电布不具有明显的平台，似乎并没有特别的优势，还要结合其他性能综合分析一下。

将两种材料按照相同的工艺配方组装成大电池进行充放电倍率测试，可以看出，在放电倍率时，软碳似乎也不占优势，但是在充电倍率（10C以上时），其优势就体现出来了，而MCMB的大倍率充电性能则急剧下降。

比较一下二者的形貌，可以看出，MCMB呈球形，颗粒分布也比较均匀，而软碳则呈片状，颗粒大小不一。俗话说的好，结构决定性质，软碳本身属于无定型碳材料，其层间距是比较大的，因而其大倍率充电性能比较好，但是由于其无定型结构的存在，大量的电解液在成膜时被消耗，所以首次效率和可逆容量也比较低，再来比较一下低温性能吧。

在-20℃下用同样的电流充电，可以看出，MCMB电池的恒流容量不足15%，而软碳材料则可达到80%，关于低温而言，正常情况下，电解液的黏度变大，电导率降低，极化内阻增大，综合导致低温充电能力的降低，若是强行充电，则是会析锂，造成安全事故。而随着软碳材料的引入，将在一定程度上降低了这种风险，使得电动汽车在低温充电变为了可能。

小结：通过两种材料的比较，表明软碳材料在大倍率充电以及低温充电上是具有一定的优势，但在容量以及首次效率上还是有着不足之处。在实际使用过程中，建议两种材料按照一定比例混合使用，可以达到一定的性能指标，或者将软碳材料在包覆在石墨材料的表面，也能达到一定的效果，但更多的还要在电解液以及正极匹配方面做更多的工作，使得动力锂电池达到一个更好的性能水平。