锂离子电池对负极材料基本的特征是什么？

锂离子电池负极材料

锂离子电池负极作为电子跃迁的受体、从种类来分目前主要使用天然石墨材料及人造石墨材料、焦炭、硬碳等，未来待量产开发的有诸如硅碳复合材料、石墨烯材料等。从机理来分主要有嵌入型负极材料、合金化型负极材料和转化型负极材料。　锂电池负极材料关乎安全性风险，在锂离子电池负极材料中天然石墨和人造石墨占据着90%以上的负极材料市场份额; 中间相碳微球(MCMB)、无定形碳、硅或锡类仅占据小部分市场份额.

锂离子电池对负极材料基本的特征为：

1、 嵌入电位低、尽量与锂的氧化还原反应电位接近

2、 单位重量内尽可能高的储能密度

3、 良好的嵌入嵌出速度、较小的扩散阻力

4、 较高的电子导电性

5、 与箔材较好的粘结性能、烘烤过程不易脱落

6、 亲水性强(不需NMP)，具有较低的制备成本、浆料过程稳定性高

嵌入型负极材料

最典型的嵌入型负极材料是碳材料。以石墨化程度的差别通常可以分为软碳、硬碳和石墨。常见的软碳材料有石油焦、针状焦、碳纤维及碳微球等；硬碳，在2000℃以上也难以石墨化（对应为硬度较高、孔隙率较高、具有较高放电容量）。石墨具有层状结构，同一层的碳原子呈正六边形排列，层与层之间靠范德华力结合。石墨层间可嵌入锂离子形成锂-石墨层间化合物(Li-GIC)。石墨类材料导电性好，结晶度高，有稳定的充放电平台，是目前商业化程度最高的锂离子电池负极材料（天然石墨、人工石墨）。

合金化型负极材料

合金化储锂材料是指能和锂发生合金化反应的金属及其合金。据报道，常温下锂能与许多金属反应（如Sn，Al，Ge， Mg，Ca， Ag，Au，Hg等）；充放电的化学本质为合金化及逆合金化的反应。合金化型负极材料的理论比容量及电荷密度高于嵌入型负极材料。同时，这类材料的嵌锂电位较高，在大电流充放电的情况下也很难发生锂的沉积，不会产生锂枝晶导致电池短路，对高功率器件有很重要的意义。但考虑电池在长久使用后会产生不可逆的物流老化等现象及实际使用过程中电池包有受到挤压等风险、目前未大规模量产使用。

转化型负极材料

转化型负极材料其空间结构中没有供锂离子嵌入和脱出的位置，不符合传统的锂离子嵌脱机制，且在室温下与锂的反应曾被认为是不可逆的。直至业界几种过渡金属氧化物被发现具有很高的可逆放电容量，此材料才逐渐引起研究者们的关注。目前仅停留在实验室状态、还处于测试对比与分析论证阶段；