【精品课件】锂离子电池电极材料
锂离子电池正极材料知识概述PPT(共 42张)
压实密度
压实密度与材料的理论密度和颗粒形貌、粒度分布等有关。 理论密度 = 单胞内原子总质量/单胞体积
三元材料可以看作为Ni、Co和Mn取代LiCoO2中的Co，与 LiCoO2同为六方结构，都属R-3m空间群。 Ni、Co和Mn的原子 量、离子半径相近，因此理论密度相近。
在实际应用中，LiCoO2的压实密度（RX767）可达4.2 g/cm3，
目前研究较多的锂离子电池正极材料有LiCoO2、镍钴二元， 镍钴锰、锰类化合物、LiFePO4等。
3. 锂离子电池正极材料
3.1 LiCoO2
LiCoO2最早是由Goodenough等人在1980年提出可以用 于锂离子电池的正极材料，之后得到了广泛的研究。
LiCoO2具有合成方法简单，工作电压高，充放电电压 平稳，循环性能好等优点，是最早用于商品化的锂离子电 池的正极材料，也是目前应用最广泛的正极材料。
LixMn2O4在过放电（1 x 2）的情况下， 在3 V左右出现电压平台，锂离子嵌入到空的16c 八面体位置，产生结构扭曲，原来的立方体 LiMn2O4转变为四面体Li2Mn2O4，锰从3.5价还 原为3.0价。该转变伴随着严重的Janh-Teller畸变， c/a变化达到16％，晶胞体积增加6.5％，导致表 面的尖晶石粒子发生破裂。因此，LiMn2O4只能 作为理想4 V锂离子电池正极材料，其理论容量 为148 mAh/g，实际容量为120 mAh/g。
3.1.1 LiCoO2的结构
3
1
4 2
Co3+ (3b)
O2 (6c)
Li+ (3a)
LiCoO2具有-NaFeO2结构，属六方晶系， R-3m空间群，其中6c位上的O为立方密堆积，3a 位的Li和3b位的Co分别交替占据其八面体孔隙， 在[111] 晶面方向上呈层状排列，理论容量为274 mAh/g。
《锂离子电池》课件
安全性能与环境影响
安全性能
锂离子电池的安全性能是其应用领域的重要考量因素。由于锂离子电池内部存在 可燃物质，不当使用或过充过放可能导致电池起火或爆炸。因此，提高锂离子电 池的安全性能是技术发展的重要方向。
环境影响
锂离子电池在使用和处理过程中可能对环境产生一定影响。主要包括废旧电池处 理问题、电解液泄漏和重金属元素释放等。因此，发展环保型的锂离子电池技术 也是当前的重要研究方向。
能量密度与功率密度
能量密度
锂离子电池的能量密度是指单位体积或质量所存储的电能，是衡量电池储能能 力的重要指标。提高能量密度是锂离子电池技术发展的重要方向。
功率密度
锂离子电池的功率密度是指单位体积或质量所输出的电能，是衡量电池快速充 放电能力的重要指标。提高功率密度有助于提升电动汽车等设备的加速性能和 响应速度。
为锂离子电池产业提供更广阔的发展空间。
06
锂离子电池的挑战与解决 方案
锂离子电池的安全问题与解决方案
总结词
锂离子电池的安全问题是当前面临的重要挑 战，包括过热、过充、短路等情况下的安全 隐患。
详细描述
为了解决锂离子电池的安全问题，需要采取 一系列措施，如改进电池设计、提高电池管 理系统智能化水平、加强生产工艺控制等。 此外，研发新型安全材料也是重要的研究方
工作原理
锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放。充电时，锂离子从正极脱出，通过电解液和 隔膜迁移到负极并嵌入；放电时，锂离子从负极脱出，通过电解液和隔膜迁移到正极并嵌入，同时电子通过外电 路传递形成电流。
锂离子电池的种类
01
02
03
根据正极材料
钴酸锂、磷酸铁锂、三元 材料等。
根据用途
锂离子电池正极材料PPT
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四、材料的改性
1、掺杂
Ni掺杂
Ni在LiMn2O4以二价形式存在，虽然锂的嵌入导 致锰的平均价态低于3.5，即可达到3.3，但是并 没有发现四方相的存在。它同钴、铬一样，能够 稳定尖晶石结构的八面体位置(NiO2的Ni—O结 合能为1029kJ／mol)，使循环性能得到提高。 当充电电压从4.3V提高到4.9V时，发现在4.7V 附近有一新的电压平台，对应于镍从+2价变化 到+4价，可作为5V锂二次电池的正极材料。
稳定
热稳定性
复杂
复杂
简单
安全对策
稀少
比钴丰富 非常丰富
原材料来源
昂贵
中间
便宜
原料成本含有毒的钴含镍无毒环保
已使用
开发中
开发中
开发程度 Table Properties
of
LiCoO2、LiNiO2
and
LiMn2O4
2
Compare of spinel LiMn2O4 and layered LiMnO2
❖ 层状结构优点： 高的比容量。层状结构的理论容量是尖晶石结构的二倍。低电压， 电解质不易分解。
3
§5.3.2. 具有尖晶石结构的LiMn2O4正极材料
一、LiMn2O4化合物的结构 二、LiMn2O4正极材料的电化学性能 三、尖晶石LiMn2O4的容量衰减 四、材料的改性
一、LiMn2O4化合物的结构
❖ 尖晶石LiMn2O4的在每个晶 胞中，有32个氧离子O2-， 16个锰离子(Mn3+和Mn4+各 一半)，8个锂离子Li+。
❖ O2-离子呈立方最紧密堆积 (ABCABC)，8个Li+占据四 面体位置（8a）。l6个锰离 子占据八面体位置(16d)， 和氧原子构成[Mn2]O4框架.
锂离子电池电极材料
锂离子电池电极材料锂离子电池是一种常见的二次电池，其电极材料是决定电池性能的重要因素之一。
电池的正负极分别由正极材料和负极材料构成，而锂离子电池电极材料主要指的是正负极的材料。
正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，其主要功能是存储和释放锂离子。
常见的正极材料有锂铁磷酸铁锂（LiFePO4）、三元材料（如锂镍锰钴氧化物，简称NMC）、钴酸锂、锰酸锂等。
这些材料具有较高的比容量和较好的循环稳定性，能够提供可靠的电池性能。
其中，锂铁磷酸铁锂由于其优异的安全性和稳定性，被广泛应用于电动汽车和储能领域。
负极材料在充放电过程中起到存储和释放锂离子的作用。
常见的负极材料有石墨、硅、锡、硅锡复合材料等。
石墨是目前最常用的负极材料，因其结构稳定、循环性能好而被广泛应用。
然而，石墨的比容量相对较低，无法满足日益增长的电池需求。
因此，研究人员正在积极探索新型负极材料，如硅、锡等，这些材料具有更高的比容量，但也存在循环稳定性差等问题。
除了正负极材料，锂离子电池还包括电解质和隔膜两个重要组成部分。
电解质是正负极之间的介质，能够传导锂离子，并且具有较好的化学稳定性和电化学性能。
隔膜的作用是阻止正负极直接接触，以防止短路和电池失效。
锂离子电池电极材料的选择和性能直接影响电池的功率密度、能量密度、循环寿命和安全性等关键指标。
为了提高电池性能，研究人员不断努力，通过材料结构设计、表面改性、氧化还原反应机理研究等手段来改善电极材料的性能。
此外，还有一些新型电极材料的研发，如硅基、硫基和钠离子材料等，这些材料具有更高的比容量和更低的成本，有望在未来的锂离子电池中得到广泛应用。
锂离子电池的电极材料是决定电池性能的关键因素之一。
正极材料和负极材料的选择和性能直接影响电池的性能和应用领域。
随着科技的不断进步，研究人员将继续努力，开发出更好的电极材料，以满足不断增长的电池需求，并推动电动汽车和可再生能源等领域的发展。
锂离子电池正极材料 ppt课件
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7
二、锂离子电池对正、负极材料的要求
(1) 具有稳定的层状或隧道的晶体结构。
(2) 具有较高的比容量。
(3) 有平稳的电压平台。
(4) 正、负极材料具有高的电位差。
(5) 具有较高的离子和电子扩散系数。
(6) 环境友好。
PPT课件
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锂电关键技术---正极材料
商品化锂离子电池中正极材料（LiCoO2）的比容量远远小于负 极材料，成为制约锂离子电池整体性能进一步提高的重要因素。
锂离子电池 正极材料
PPT课件
1
一、 锂离子电池回顾
* 锂离子电池工作原理
PPT课件
2
*锂离子电池电极反应
充电
正极反应: LiCoO2
放电
负极反应: 6C+xLi++xe-
Li1-xCoO2+xLi++xe-
充电
放电 LixC6
充电
电池反应: 6C+LiCoO2
放电
PPT课件
Li1-xCoO2+ LixC6
Ni-based
LiNiO2
Co-based
LiCoO2
PO4-based
LiMPO4
主要正极材料
Mn-based
LiMn2O4
容量、稳定性、制备条件
PPT课件
成本、安全、环保
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三、锂离子电池正极材料
大多数可作为锂离子电池的活性正极材料是含锂的过渡金属化合物，而且以 氧化物为主。 目前已用于锂离子电池规模生产的正极材料为LiCoO2。PPT课件19
LiNi1yCoyO2的电化学性能与其组成密切相关，Co的 加入能够提高电化学循环稳定性。稳定性的提高； 但是
锂离子电池正极材料(1)幻灯片PPT
3、Olivine（橄榄石） Mn…..）
LixMPO4
（M=Fe、
§5.3.1具有α-NaFeO2型结构的材料
一、 LiCoO2 ,LiNiO2 ,LiMnO2几种材料 二、材料改进措施
三、正极材料的合成方法 § 5.3.2 具有尖晶石结构的LiMn2O4正极材料 § 5.3.3 具有橄榄石型的复合阴离子正极材料
=Li(oct)M(oct)O2(cp)
❖ 在锂离子电池中，LiMO2为还原态产物，充电时被氧化 成MO2。
❖ 晶格结构的另一个特征是在MO2中锂离子占据的八面 体位置互相连成一维隧道或二维、三维空间，以便锂的
2、LiCoO2
❖ 层状LiCoO2的研究始 于1980年，在理想层 状LiCoO2结构中，Li+ 和Co3+各自位于立方 紧密堆积氧层中交替的 八面体位置，c/a比为 4.899，但是实际上， 由于Li+和Co3+与氧原 子的作用力不一样，氧 原子的分布并不是理想 的密堆结构，而是发生 偏离，呈现三方对称性。
Li1－xCoO2存在的问题：
当锂脱出0.5左右时会发生：发生可逆相变，从三 方对称性转变成为单斜对称性，但不会导致 CoO2次晶格发生明显破坏，因此认为在循环过 程中不会导致结构发生明显的退化；
❖ 但衰当减锂，脱并出伴大随于着0钴.5的时损，失C。oO该2损不失稳是定由，于容钴量从发其生 所在的平台迁移到锂所在的平面，导致结构不稳 定，而且钴离子通过锂离子所在的平面迁移到电 解 质 中 。 因 此 ， X 射 线 衍 射 表 明 ， x<0.5 ， CoCo原子间距稍微降低，而x>0.5，Co-Co原子间 距反而增加。
3、 LiNiO2
与LiCoO2相比,LiNiO2价格便宜，实际脱锂量要高 出30mAh/g
锂离子电池三元正极材料ppt
失效机制
容量衰减
明确三元正极材料的失效机制，为优化电池 的循环寿命提供理论支持。
研究三元正极材料在充放电过程中的容量衰 减机制，以为延长电池寿命提供技术支持。
08
参考文献
参考文献
文章标题：锂离子电池三元正极材料的研究进展 作者：张三、李四、王五 发表时间：2020年
THANKS
谢谢您的观看
，可以优化其晶体结构、提高电子导电性和离子扩散系数，进而提高
电池的电化学性能。
02
离子掺杂
通过引入具有特定价态的离子（如Li+、H+、Na+等）对三元正极材
料进行掺杂改性，可以调整其能带结构和电子分布，提高电化学反应
活性和稳定性。
03
共掺杂
将两种或多种元素或离子同时掺入三元正极材料中，实现多元素协同
锂离子电池的工作原理主要涉 及锂离子在正负极之间的迁移 和插入反应。在充电过程中， 锂离子从正极迁移到负极，放
电过程中则相反。
电压与能量
锂离子电池的正负极材料决定 了电池的电压和能量密度。
充放电效率
充放电效率取决于多个因素， 包括电池的化学性质、制造工
艺和使用条件等。
锂离子电池的正极材料
1 2
钴酸锂
三元正极材料是锂离子电池中的关键组成部分，直接影响电 池的性能和安全性。
研究目的和意义
研究三元正极材料的目的是为了提高锂离子电池的能量密 度、寿命和安全性，以满足日益增长的市场需求。
三元正极材料的研究对于推动电动汽车、储能系统等领域 的发展具有重要意义。
02
锂离子电池概述
锂离子电池的工作原理
电极反应
多样化储能需求
随着可再生能源的大规模并网和分布式能源的发展，储能需求多样化，而三元正极材料具 有高能量密度和良好的循环性能，适用于各种储能应用场景。
锂离子电池三元正极材料(全面)正式版PPT文档
正极材料的结构特点
〔1〕层状或隧道结构， 以利于锂离子的脱嵌，且在锂离 子 脱嵌时无结构上的变化 ， 以保证 电极具有 良好 的可逆性 能；
( 2 ) 锂离子在其 中的嵌入 和脱 出量大 ， 电极 有较高的 容量 ，并且在锂离子脱嵌时， 点电击极添反加响标的题自由能变化不大， 以保证电池充放电电压平稳；
改性
(1)可以在LiNiO2正极材料 掺杂Co、Mn、Ca、F、Al等 元素，制成复合氧化物正极 材料以增强其稳定性，提高 充放电容量和循环寿命。
(2) 还可以在LiNiO2材料中掺杂P2O5 ； 点击添加标题
(3) 参加过量的锂，制备高含锂的锂镍氧化物。
锰酸锂
试验发现过渡金属代替 Co改善了正极材料结构的稳定性； (2) 还可以在LiNiO2材料中掺杂P2O5 ；
1000℃空气气
点击添加标题
氛下煅烧而成。
改性
为了提高 LiCoO2的容量，改善其循环性能、降 低本钱，人们采取了 掺杂和包覆的方法。具体采用以下几种方法：(1)用过渡金属和非过渡金属 (Ni、Mn、Mg、A1、In、Sn)，来替代LiCoO2的Co用以改善其循环性能 。试验发现过渡金属代替 Co改善了正极材料结构的稳定性；而掺杂非过 渡金属会牺牲正极材料的比容量；
为了提高 LiCoO2的容量，改善其循环性能、降 低本钱，人们采取了掺杂和包覆的方法。 (3) 参加过量的锂，制备高含锂的锂镍氧化物。 提高材料的导电并改善充放电循环性能 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2
( 3 ) 锂 离子在其中应有较大的扩散系数， 以使电池有 良 好 的快速充放 电性能。
钴酸锂
钴酸锂具有三种物相 ， 即层状结构 的 尖晶石结构的 和岩盐相 。目前，在锂离子电池 中，应用最多的是层状 的 LiCoO2 ，其理 论容量为 274mAh／g ， 实际容量在140—155 mAh／g 。其优点为 ：工作电压高，充放电电压平稳 ，适合大电流放电，比能量高 ， 循环性能好。缺点 是 ：实际比容量仅为理论容量的 50％左右， 钴的利用率低 ，抗过充电性能差点，击在添较加高标充题电电压下比容量迅 速 降低。另外，再加上钻资源匮乏，价格高的因素，因此 ，在很大 程度上减少了钴系锂离子 电池的使用范围，尤其是在电动汽车和 大型储藏 电源方面受到限制。
锂离子电池电极材料
锂离子电池电极材料锂离子电池是一种常见的充电式电池，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
作为锂离子电池的重要组成部分，电极材料对电池的性能和稳定性起着至关重要的作用。
本文将就锂离子电池电极材料进行详细介绍。
首先，我们来介绍一下锂离子电池的基本结构。
锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。
其中，正极和负极是电池的两个极性端，它们负责储存和释放锂离子。
而电极材料则是构成正极和负极的关键组成部分。
针对正极材料，目前常用的材料包括锂铁磷酸铁锂（LFP）、三元材料（NCA、NCM）、钴酸锂（LCO）等。
这些材料各有优缺点，比如LFP具有较高的安全性和循环寿命，但能量密度较低；而NCA具有较高的能量密度，但安全性和循环寿命相对较低。
因此，在实际应用中，需要根据具体的需求来选择合适的正极材料。
对于负极材料，目前常用的材料主要有石墨、硅基材料、石墨烯等。
石墨是目前应用最广泛的负极材料，具有稳定的循环性能和较高的比容量，但能量密度相对较低。
硅基材料具有较高的比容量，但容量衰减较快；石墨烯则是一种新型的负极材料，具有优异的电导率和化学稳定性，但成本较高。
因此，在负极材料的选择上，需要综合考虑能量密度、循环性能、成本等因素。
除了正极和负极材料外，电极材料的导电性、离子传输性、表面化学性质等也对电池性能有着重要影响。
比如，导电性差的电极材料会导致电池内阻增加，影响充放电效率；而表面化学性质不稳定的电极材料则容易发生副反应，导致电池寿命缩短。
综上所述，锂离子电池电极材料是影响电池性能和稳定性的重要因素。
在选择电极材料时，需要综合考虑能量密度、循环性能、安全性、成本等因素，以期达到最佳的性能和稳定性。
希望本文的介绍能对锂离子电池电极材料的选择和应用有所帮助。
《锂离子电池材料》课件
材料与电池性能的关系
正极材料的选择
• 优化容量和循环寿命 • 增强安全性能 • 提高充放电速率
负极材料的选择
• 增加负极容量 • 提高循环稳定性 • 抑制锂金属电解液反应
电解质的选择
• 提供良好的离子传输 • 保障电池安全性 • 优化电池充放电性能
常见锂离子电池材料介绍
正极材料 - 钴酸锂
广泛应用于手机、电动工具等领 域的正极材料，具有高能量密度 和较好的循环寿命。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
负极材料 - 石墨
常用的负极材料，具有良好的导 电性和循环性能。
电解质 - 聚合物电解质
新型电解质材料，具有较高的离 子传导性、可弯曲性和耐高温性 能。
结语
1 锂离子电池材料的应用前景
锂离子电池材料在电动汽车、可穿戴设备和储能领域有着广阔的应用前景。
2 未来材料研究方向
进一步研究材料的合成方法、表面改性和界面工程，以提高电池性能。
《锂离子电池材料》PPT 课件
欢迎来到《锂离子电池材料》PPT课件。本课程将为您介绍锂离子电池及其关 键材料，探讨材料与电池性能之间的关系，以及常见的锂离子电池材料。让 我们一起开始学习吧！
简介
锂离子电池基本原理
了解锂离子电池的工作原理 和基本运作方式。
材料与电池性能的关系
深入探讨材料在锂离子电池 中的作用，以及不同材料对 电池性能的影响。
常见锂离子电池材料介 绍
介绍目前广泛使用的正极材 料、负极材料和电解质。
锂离子电池基本原理
1 正极材料接受电子
正极材料接受电子并将其嵌入晶格中，储存 能量。
2 负极材料释放电子
负极材料释放电子，在电解质中形成离子。
3 电解质传递离子
锂离子电池电极材料
锂离子电池电极材料锂离子电池电极材料是构成锂离子电池的重要组成部分，直接影响电池的性能和使用寿命。
本文将从锂离子电池电极材料的种类、结构和特点等方面进行介绍。
一、锂离子电池电极材料的种类锂离子电池的正负极材料分别称为正极材料和负极材料。
目前常用的正极材料主要有三类：钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂。
其中，钴酸锂电极材料具有高能量密度和优良的循环寿命，但成本较高；锰酸锂电极材料价格相对较低，但能量密度较低；磷酸铁锂电极材料综合性能较好，但能量密度相对较低。
正极材料的选择要根据电池的使用需求进行合理搭配。
负极材料主要有石墨和硅基材料。
石墨是目前最常用的负极材料，具有较高的循环寿命和稳定性，但能量密度相对较低。
硅基材料具有较高的理论能量密度，但由于其容量膨胀较大，循环寿命较短。
因此，在实际应用中，石墨和硅基材料常常进行复合使用，以取得较好的性能表现。
锂离子电池的正负极材料都是由活性物质、导电剂和粘结剂组成。
正极材料一般采用层状结构，其中活性物质是电池的能量来源，导电剂用于提高电极的导电性能，粘结剂用于固定活性物质和导电剂。
正极材料的结构决定了电极的循环寿命和能量密度。
负极材料由活性碳材料构成，其中活性碳材料是储存锂离子的载体，导电剂用于提高电极的导电性能，粘结剂用于固定活性碳材料和导电剂。
三、锂离子电池电极材料的特点1. 高能量密度：锂离子电池电极材料具有较高的能量密度，可以提供较长的使用时间。
2. 优良的循环寿命：正负极材料都具有较好的循环稳定性，可以进行大量的充放电循环。
3. 快速充放电能力：锂离子电池电极材料具有较好的充放电速率性能，可以满足高功率应用的需求。
4. 稳定性和安全性：电极材料具有较好的化学稳定性和热稳定性，不易发生安全事故。
5. 环境友好：锂离子电池电极材料大多数是可回收利用的材料，对环境污染较小。
四、锂离子电池电极材料的发展趋势1. 提高能量密度：通过开发新型正负极材料，提高电池的能量密度，以满足电动汽车等高能量密度应用的需求。
锂离子电池负极硅基材料PPT幻灯片课件
锂离子电池负极硅基材料
组员： 王国鹏SA12014013 曾文聪SA12014014 孟钰清SA12014015 谢冰星SC12014066
1
目录
1 第一部分 背景介绍 2 第二部分 制备方法 3 第三部分 总结 4 第四部分 参考文献
2
背景介绍
3
锂离子电池负极材料
锂离子电池的负极材料主要作为储锂的主体，在充放电过程中实 现锂离子的嵌入和脱出。现在一般使用石墨作为负极，容量较低，首 次充放电效率低，有机溶剂共嵌入等不足。所以人们开始开发其他高 容量的非碳负极材料。
3.纳米线有利于电 荷输运。
4.不需要添加导电 物质，减轻重量。
9
设备：
vls激光烧蚀法制备硅纳米线
1.激光源 2.聚光器 3.石英管 4.管式炉 5.冷却手指 6.通气设备
机理：
10
A
B
C
D
A、B：充电前后SEM 。 C、D：电化学性能。
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2、硅/碳复合材料
硅/碳复合材料
嵌入型
包覆型
分散型
核壳型硅/碳复合 多孔型硅/碳复合
纤维型硅/碳复合
优点：1.使得硅颗粒很好的分散开来 2.提高电导率 3.提高循环能力
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嵌入型硅/碳复合材料制备过程：
预氧化Si纳 米颗粒
锂离子电池负极材料课件
硅基材料
硅基材料具有极高的可逆容量和较低的电极电位，适用于高 能量密度电池。
但硅基材料的体积效应较大，循环性能较差，且制备成本较 高。
氮化物材料
氮化物材料具有较高的可逆容量和良好的电导率，适用于高倍率放电和高温存储 。
但氮化物材料的制备成本较高，且循环性能有待提高。
CHAPTER 03
锂离子电池负极材料的性能要求
锂离子电池负极材料的发展前景
技术进步
随着科研技术的不断进步，锂离子电池负极材料的性能将得到进一步提升。新型负极材料的研发将有助于提高电池的 能量密度、循环寿命和安全性能。
市场需求增长
随着电动汽车和可再生能源市场的不断扩大，锂离子电池负极材料的市场需求将持续增长。这为负极材料产业的发展 提供了广阔的空间。
03
技术创新机遇
面对挑战，技术创新成为关键。通过 研发新型负极材料、改进生产工艺和 提高回收利用效率，企业能够抓住机 遇，推动锂离子电池负极材料产业的 可持续发展。
THANKS
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安全性能
热稳定性
负极材料在高温或短路等异常情 况下的热稳定性对电池的安全性 至关重要。高热稳定性的负极材 料能够降低电池燃烧或爆炸的风
险。
化学稳定性
负极材料在充放电过程中应保持 化学稳定性，避免与电解液或其 他材料发生不良反应，从而降低
电池的安全风险。
机械稳定性
负极材料在充放电过程中应保持 较好的机械稳定性，以防止电池 内部结构变化导致短路或破裂等
环保政策推动
在全球范围内，环保政策日益严格，鼓励使用清洁能源和电动汽车。这将进一步推动锂离子电池负极材 料的发展和应用。
锂离子电池负极材料的挑战与机遇
01
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三维多孔纳米Ni/Si复合膜在锂离子电池 中的高效表现
1、制备过程
2、性能检测
循环伏安图
After 100 cycles
3、结论
• 多孔的纳米Ni/Si复合薄膜显示出优秀的 循环特性和高的倍率性能
• 这种大孔基片复合Si的结构是一种很有 潜力的电极材料结构
• 3、磷酸盐的橄榄石类型 磷酸铁锂（LiFePO4） 成本低 工作电压适中 循环寿命长 高温高热环境下稳定性高
• 4、硅酸盐氧化物 性质与磷酸盐类似，只是单位重量电
容量稍低，整体循环性质比较差
掺加铁、锰改变容量和循环性能
三、负极材料
1、传统负极材料 碳质材料 石墨 理论容量低 372mAhg-1 循环稳定性差 贮电能力差
谢谢！
2、新型负极材料 改变结构/新的材料
Si 理论容量4200mAhg-1 电化学循环可逆性差 Li+的嵌入和脱
出过程中Si电极体积变化非常大
Three-dimensional porous nano-Ni supported silicon posite film
for high-performance lithium-ion batteries
锂离子电池电极材料
一、工作原理
充电时，正极有锂离子生成，经过电解 液到负极，嵌入到负极的多孔结构中
放电时，锂离子从负极脱出，回到正极
二、正极材料
• 1、锂钴层状Байду номын сангаас化物 优点：放电的容量 充放电效率 稳定的电压
缺点：资源稀缺 生产成本昂贵
• 2、锂镍层状氧化物 优点：成本低
不足：目前缺乏稳定性 存在安全隐患