锂离子电池的负极材料满足那些条件-瑞达国际集团

　　锂离子电池的负极材料满足那些条件

　　用作锂离子电池的负极材料应满足以下要求：a、嵌、脱锂电位低而平稳:b、嵌、脱锂容量大;C、首次循环过程的不可逆容量小;d、电化学循环性能好;e、嵌锂过程中尺寸和机械稳定性好;f、在电解质溶液中稳定;g、制备容易、造价低;h、无环境污染。用作锂离子电池负极材料的种类繁多。根据主体相的化学组成可以分为无机非金属材料、金属材料、金属一非金属复合材料、金属氧化物和其它材抖。由于石墨类碳材料是目前商品化锂离子电池的通用负极材料，这里重点介绍石墨类炭负极材料。

　　无机非金属类负极材料用作锂离子电池负极的无机非金属负极材料主要是碳材料、硅材料以及其它不同非金属的复合材料。

　　碳材料主要包括石墨类碳材料和非石墨化碳材料。石墨类碳材料包括天然石墨、中间打I石墨微球和碳纤维等。这些材料都具有典型石墨层面结构，是锂离子电池常用的负极材料。

　　从结构上讲，天然石墨或人工石墨具有典型的层状结构，理想的石墨层面间距约为0.3354 nm ，碳六元环的相邻原子间距为0. 1415nm，按照石墨层而的堆积顺序，石墨有两种常见的微品结构，一种是层面按照ABCAB堆积形成的具有菱面体对称的((3R)晶胞，属R3m空间群，另一种是按ABABAB顺序排列形成的六方晶系(ZH)，属P63/mmc空间群。

　　由于锂离子的半径为0.078nm，远小于石墨微品的层面间距，因此，可用充电的方法使锂离子嵌入到石墨层间，分布在碳原子的六元环中间;也可以用放电的方法脱嵌锂离子，由于锂离子在石墨中的最大理论嵌入状态为锂离子分布在所有不相邻的六元环中间，Li与C的化学计量比为1 : 6，因此，石墨负极的理论容量C=372.22mA . h/g。

　　石墨类负极材料是商品化锂离子电池常用的负极材料。不仅结晶度和微观构造影响石墨材料用作锂离子电池负极材料的电化学性能，电解液的组成也在很大程度上影响其嵌锂容量、寿命和倍率充放电性能等，因此。石墨类负极材料的研究焦点主要有：不可逆容量损失的机理和抑制方法，石墨结构与电化学性能的关系和电解液体系的最优化等。

　　硅具有4200mA·h/g的超高理论嵌锂容量，是一类有发展前景的负极材料，然而，单质硅的首次不可逆容量特别高，循环性能差。碳可以与硅结合形成稳定的C-Si复合材料，使负极材料同时具有高容量、稳定性好和安全等突出的优点，制备优良C-Si复合材料的关键有两点:一是硅需要均匀地分布在碳基体中;二是硅的含量要适中，这方面的研究工作正在取得进展。