什么决定锂电池负极材料性能? 理想的负极材料长什么样?
来源：未知
2019-03-28 12:27
点击量：次
.2 硅负极材料
硅负极材料，其3590mAh/g理论容量，和与碳类似的性质，使得其一直是负极材料研究的重要领域，被认为是最有可能替代碳材料的方向。其主要缺陷在于，当锂离子嵌入时，离子与硅基材的作用力过于显著，使得材质层间距离明显增大，充电和放电过程，硅材料的体积一下膨胀，一下收缩。这造成材质内部很快积聚大量内应力，造成负极难于长期稳定工作。同时，硅材料表面也需要SEI膜的保护，体积的实时改变，使得SEI膜难于长期稳定附着在电极表面，也是硅材料的一个问题。
当前对于硅材料的应用，大多采用与碳材料复合的形式。碳核，外面包裹一层硅材料，最外层再裹上一层碳材料。这样，希望在能够利用硅的高容量的同时，用碳吸收部分硅的体积变化。硅碳复合不止前面描述的这一种形式，人们正在想尽一切办法把硅引入负极应用中来。
2.3 钛酸锂
钛酸锂，被认为是当前最安全的负极材料。它不仅不需要SEI膜的缓冲，也不会造成负极被侵蚀的问题，而且还能吸收正极副反应产生的氧气。因为这些特点，其循环寿命达到2万次以上，并且极大降低热失控风险。它的唯一缺陷就是容量低，理论比容量只有175m A h / g，对于追求续航的使用者来说，确实是一个问题。
3理想的负极材料长什么样
讨论一下，好的负极材料需要什么样的性质。
首先，具有低的放电平台，使得能有多种正极材料与之配合形成放电电压高的二次电池。这一个条件将很多材质挡在了门外。
其次，材料具备较多的孔穴结构，能够容纳锂离子，同时材质本身的分子量越小越好。这既与材质类型有关，也与材质实际物理结构有关。不能一概的说碳材料就没有硅材料容量大。当技术手段发展到足够高的水平，能够摆布分子原子级别的结构构成，结构将会比原子类型更重要；
最后，材料容易获得，换句话说，应该便宜。当然，很多新产品，最初都是昂贵的，但随着量的上升，生产成本也随之下降。我们当前的石墨负极锂电池就是最好的例子。
