锂离子电池负极材料,锂电池负极材料分类

来源：存能电气  日期：2019-07-26 14:53  浏览量：次

　　锂离子电池负极材料，锂电池负极材料分类。负极材料，是电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中，负极材料约占了5%-15%,是锂电池的重要原材料之一。其中新型碳材料、硅基材料、锡基材料及其氧化物是目前研究比较多的几种新型负极材料。

　　锂离子电池负极材料的简述

　　锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜等部分组成，我国在锂离子电池负极材料产业化方面具有一定的优势，其中负极材料的选择会直接关系到电池的能量密度。随着人们对锂离子电池能量密度的追求越来越高，硅材料和金属锂将是负极材料未来的发展趋势。

　　负极材料的生产只是整个李电池制作工艺过程中的一环，标准的制定有助于电池企业对材料的优劣做出评判。另外，材料在生产和运输过程中难免会受到人、机、料、环境和测试条件等因素的影响，只有将它们的各项理化性质参数标准化，才能真正确保其可靠性。

　　一般而言，负极材料关键性技术指标有：晶体结构、粒度分布、振实密度、比表面积、pH、水含量、主元素含量、杂质元素含量、首次放电比容量和首次充放电效率等。

　　锂电池主要负极材料有锡基材料、锂基材料、钛酸锂、碳纳米材料、石墨烯材料等。总之，在未来几年内，整个锂离子电池负极材料的市场需求量将继续保持持续增长的趋势。而从负极材料的种类上来看，整个负极材料市场将仍然以天然石墨和人造石墨为主体。

　　作为锂离子嵌入的载体，负极材料需满足以下要求

　　●锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输入电压高;

　　●在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量;

　　●在插入/脱嵌过程中，负极主体结构没有或很少发生变化;

　　●氧化还原电位随Li的插入脱出变化应该尽可能少，这样电池的电压不会发生显著变化，可保持较平稳的充电和放电;

　　●插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电流充放电;

　　●主体材料具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI;

　　●插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SEI后不与电解质等发生反应;

　　●锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电;

　　●从实用角度而言，材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。

　　锂电池负极材料分类

　　锂电池负极材料大概分为六种:碳负极材料、合金类负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、纳米级材料、纳米负极材料。

　　第一种是碳纳米级材料负极材料：目前已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

　　第二种是合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金，目前也没有商业化产品。

　　第三种是锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。

　　第四种是含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。

　　第五种是纳米级材料：纳米碳管、纳米合金材料。

　　第六种纳米负极材料：纳米氧化物材料。

　　以上就是锂离子电池负极材料，锂电池负极材料分类介绍。负极材料的发展是高比容量、高充放电效率、高循环性能和较低成本。随着技术的进步，目前的锂离子电池负极材料已经从单一的人造石墨发展到了天然石墨、中间相碳微球、人造石墨为主，软碳/硬碳、无定形碳、钛酸锂、硅碳合金等多种负极材料共存的局面。