不同HTTmax热处理温度所表现出的充电平台

来源:钜大LARGE    2011-06-02 16:57:00    点击量:0

在HTTmax>2000℃时,样品首次充电过程均表现出两个电位不同的充电平台,0.8V左右的高电位充电平台表征电解液组分在电极/电解液相界面上发生还原反应生成SEI膜的电极过程,0.1V左右的充电平台则表征锂离子嵌入石墨层间的嵌层反应过程。放电时,在0.2V左右呈现平稳的放电电位平台,对应锂离子从石墨微晶层间的脱嵌过程。随着HTTmax的升高,锂离子嵌层反应的电位平台逐渐变得低而平稳,材料的充放电容量不断增长,充放电效率也有所提高。因此,高温热处理MCMB不仅具有高的充放电容量,而且充放电电位平台低而平稳,是锂离子二次电池理想的负极材料。不同HTTmax热处理MCMB样品的首次放电容量与样品的do。2的关系如图3-11所示,由图可见,doozz=0.344nm时,MCMB的放电容量最低。Mabuchi[4s]认为,低温热处理MCMB中存在大量能储存锂离子的微孔,微孔储锂量可以大于石墨层间嵌锂的LiC6的计量关系。因为锂离子插入不同孔径的微孔时所需的能量有差别,所以,材料的插、脱锂电位范围很宽;充电过程中锂离子只是随机地迁入MCMB的微孔中,没有形成典型的嵌锂结构。随着HTTmax的升高,材料内部纳米微孔、空穴和非晶无序碳成分随之减少,充放电容量迅速降低。d002<0.344nm时,由于MCMB表现出典型的石墨晶体的结构特征,在电极充电过程中锂离子嵌入石墨层间的嵌层反应成为电极储锂的主要机制,并对MCMB的储锂容量起决定作用,充放电电位平台因而变得低而平稳。随着HTTmax的升高,材料的石墨化结构不断发展,从而为材料提供了更大的锂离子嵌层空间,充放电容量也因而迅速增长。