鋰離子電池對負極材料的要求

負極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應用時通常要滿足以下條件：

①嵌鋰電位低且平穩(wěn)，以保證較高的輸出電壓；

②允許較多的鋰離子可逆脫嵌，比容量較高；

③在充放電過程中結構相對穩(wěn)定，具有較長的循環(huán)壽命；

④較高的電子電導率、離子電導率和低的電荷轉移電阻，以保證較小的電壓極化和良好的倍率性能；

⑤能夠與電解液形成穩(wěn)定的固體電解質膜，保證較高的庫侖效率；

⑥制備工藝簡單，易于產(chǎn)業(yè)化，價格便宜；

⑦環(huán)境友好，在材料的生產(chǎn)和實際使用過程中不會對環(huán)境造成嚴重污染；

⑧資源豐富等。

鋰離子電池負極材料分類

作為鋰離子電池的四大關鍵材料之一，負極材料技術與市場均較為成熟。現(xiàn)階段負極材料研究的重要方向如下：石墨化碳材料、無定型碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金和其他材料。

第一種是碳負極材料：目前已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

第二種是錫基負極材料：錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第三種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第四種是合金類負極材料：包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第五種是納米級負極材料：納米碳管、納米合金材料。

鋰離子電池負極材料的用途及發(fā)展

鋰離子電池負極材料的能量密度是影響鋰離子電池能量密度的重要因素之一，鋰離子電池的正極材料、負極材料、電解質、隔膜被稱為鋰離子電池的四個最核心材料。負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體，使鋰離子在充放電過程中嵌入與脫出。負極是電池放電時流出電子的一極，負極材料重要影響鋰離子電池的首次效率、循環(huán)性能等，負極材料的性能也直接影響鋰離子電池的性能，負極材料占鋰離子電池總成本5~15%左右。

隨著技術的進步，目前的鋰離子電池負極材料已經(jīng)從單一的人造石墨發(fā)展到了天然石墨、中間相碳微球、人造石墨為主，軟碳/硬碳、無定形碳、鈦酸鋰、硅碳合金等多種負極材料共存的局面。