锂电池新型负极材料主要有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-09-25 06:23
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锂电池负极材料的主要种类有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。石墨类负极材料仍然占据锂电负极材料的主流地位，但近年新型负极材料(如钛酸锂等、石墨烯)等的研发与应用也开始受到业内关注。
①钛酸锂
尖晶石型钛酸锂被作为一种备受关注的负极材料，因具有如下优点：
1）钛酸锂在脱嵌锂前后几乎“零应变；
2）嵌锂电位较高（1.55V），避免“锂枝晶”产生，安全性较高；
3）具有很平坦的电压平台；
4）化学扩散系数和库伦效率高。
钛酸锂的诸多优点决定了其具有优异的循环性能和较高的安全性，然而，其导电性不高、大电流充放电时容量衰减严重，通常采用表面改性或掺杂来提高其电导率。
②硅基材料
硅作为锂电池理想的负极材料，具有如下优点：硅可与锂形成Li4.4Si合金，理论储锂比容量高达4200mAh/g（超过石墨比容量的10倍）；硅的嵌锂电位（0.5V）略高于石墨，在充电时难以形成“锂枝晶”；硅与电解液反应活性低，不会发生有机溶剂的共嵌入现象。
③碳纳米管
碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料，自身具有优良的导电性能，同时由于其脱嵌锂时深度小、行程短，作为负极材料在大倍率充放电时极化作用较小，可提高锂电池的大倍率充放电性能。然而，碳纳米管直接作为锂离子电池负极材料时，会存在不可逆容量高、电压滞后及放电平台不明显等问题。
碳纳米材料（碳纳米管和石墨烯）具有比表面积、高的导电性、化学稳定性等优点，在新型锂电池中具有潜在的应用。
④软碳
软碳，在高温条件(>2500℃)下处理可以石墨化结构的无定形碳。软碳材料的突出优点是可逆比容量高，一般大于300mAh/g，与有机溶剂相容性较好，因此锂电池的循环稳定性好，较适合大电流密度的锂电池充放电。软碳是指在2500℃以上的高温下能石墨化的无定型碳。
