鋰電池負極材料有哪些，什么決定鋰電池負極材料性能？

來源：存能電氣  日期：2018-12-25 11:08  瀏覽量：次

　　鋰電池負極材料有哪些，什么決定鋰電池負極材料性能？雖然在鋰電池的整體材料構(gòu)成中，負極材料所占的比重相比較于正極材料要更小一些，但是負極材料的重要性卻一點也不比鋰電池正極材料小。

　　鋰電池負極材料具有哪些特性？

　　鋰電池的負極是由負極活性物質(zhì)碳材料或非碳材料、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)干燥、滾壓而成。鋰電池能否成功地制成，關(guān)鍵在于能否制備出可逆地脫/嵌鋰離子的負極材料。

　　負極材料有哪些種類？

　　▼碳負極材料

　　在實際的應(yīng)用中，鋰電池的碳負極材料基本上是這幾種碳素材料：人工石墨、天然石墨、石油焦以及碳纖維等。

　　▼錫基負極材料

　　錫基負極材料一般情況下可以分為兩種，一種是錫的氧化物，而另一種就是錫基復(fù)合氧化物了。錫的氧化物一般是指各種價態(tài)的金屬錫的氧化物。

　　▼含鋰過渡金屬氮化物負極材料

　　這一種負極材料還處在研究階段，目前還沒有以其作為負極材料的商業(yè)化鋰電池產(chǎn)品出現(xiàn)。

　　▼合金類負極材料

　　鋰電池合金類的負極材料，種類還是有很多的，其中包括有錫基合金、硅基合金、鋁基合金等眾多類型的合金，不過合金類的負極材料也還沒有形成大批量的規(guī)模生產(chǎn)，還在進一步研發(fā)中。

　　▼納米級負極材料

　　納米級的負極材料，能將更微小的其它材料添加到以前傳統(tǒng)的負極材料中，以此能極大的提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

　　選擇負極材料的選用原則

　　高能量比：相對于鋰電極的電極電位要更低；可逆性好：充放電反應(yīng)的可逆性好；兼容性好：與電解液和粘結(jié)劑的兼容性好；比表面積小：最好是小于10m2/g，真密度高：要大于2.0g/cm3；穩(wěn)定性好：鑲嵌鋰的過程中尺寸和機械穩(wěn)定性能好。

　　在地球上的資源分布要豐富，這樣才能更降低企業(yè)制作鋰電池的成本。如果裸露于空氣中，也能確保材料穩(wěn)定、無毒副作用，不會對鋰電池的使用者造成威脅。

　　決定鋰電池負極材料性能的因素

　　★電位要求

　　要保證鋰電池兩極的輸出高電位，負極材料在充放電的過程中，鋰離子的插入和氧化還原電位要盡可能低，一定要接近于鋰金屬材料的常規(guī)電位值。

　　★儲鋰空間

　　要想得到高容量密度的鋰電池，負極材料上的鋰離子要能夠盡可能多的插入和快速脫插，有更多的儲存鋰離子的空間。

　　★脫插過程

　　負極材料中的鋰離子脫插過程需要是可逆的，在鋰離子整個脫插過程中，應(yīng)該可逆并且負極材料的主體結(jié)構(gòu)不能有大的體積變化，這樣才能保證鋰電池的使用壽命即循環(huán)充放電次數(shù)。

　　鋰電池的負極材料的種類是多種多樣的，但最終能夠被選用成為批量生產(chǎn)的鋰電池的組成材料的卻還是少之又少。因為對于批量生產(chǎn)的鋰電池的負極材料所考慮的不僅是材料的性能，還需要考慮實際使用的安全性與環(huán)保性以及材料成本等多種因素。