锂离子电池的负极材料

    自锂离子电池诞生以来，研究的负极材料主要有两种:碳系负极材料(石墨化碳材料以及无定形碳材料)和非碳基材料(氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金、纳米氧化物和其他材料)。作为锂离子电池负极材料要求具有以下性能:

    (1)锂离子在负极基体中的嵌入与脱嵌的氧化还原电位应尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输出电压高;

    (2)在基体中大量的锂离子能够发生可逆的嵌入和脱嵌以得到高容量密度，即可逆的x值尽可能大;

    (3)在整个嵌入和脱嵌过程中，锂离子的嵌入和脱嵌应可逆并且主体结构没有或很少发生变化，可保持较平稳的充放电;

    (4)掺入化合物应有较好的电子电导率(σe) 和离子电导率(σi)，这样可减少极化并能进行大电流放电;

    (5)主体材料应具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成固定电解质膜;

    (6)掺入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性，在形成固定电解质膜后不与电解质发生反应;

    (7)锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电;

    (8)从使用角度而言，主体材料应该便宜且对环境无污染。