当今的**电池需要一系列专门的分析工具来更好地了解电池循环过程中发生的电化学过程。充分了解所使用的材料及其在电池系统循环寿命方面的行为,可以提供有关电池内发生的过程的宝贵信息。这还可以提供对潜在故障机制的有用见解。电池包含各种金属、无机和有机成分,其尺寸从 到 cm 不等。
石墨类材料主要分为人造石墨和天然石墨,人造石墨又会根据加工工艺的不同分为MCMB(中间相碳微球)、软碳和硬碳等,理想的石墨具有层状结构,每个平面类似于苯环,层面之间通过大π键连接;具有2H型六方晶系以及3R型菱面体晶系。
对于理想的石墨而言,其理论容量为372mAh/g,但在实际电池设计过程中,一般负极会过量5%-10%,在首次充电过程中形成SEI膜对负极表面形成保护,阻止电解液和负极的反应,而这层膜的好坏将直接影响电池的各项性能。
随着石墨负极中锂离子嵌入越来越深入(Stage-4-Stage-1),负极的表面颜色也逐渐发生变化,从黑色到青黑色再到暗黄色后到金黄,石墨负极也完成了C-----LiC12----LiC6的转变,从而完成了充电过程。