锂离子电池负极材料的研究
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用 作锂 离子 电池负极 材 料的种类 繁 多 ，根据 主体 相
的 化 学 组 成 可 以 分 为 金 属 类 负 极 材 料 、无 机 非 金 属 类 负
可见 我 国对 新能 源的重 视 已达 到 战略 高度 ，而电池行 业
作为 新能 源领域 的重要 组成部 分 ，已经成 为全 球经 济发
第２ ４卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ７月 文 章 编 号 ：１ ０ ～ ６ ３ （ ０ ４ ０ ８ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ － ２ — ２ １
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅ ｍｅ ｔ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎｏ ｃ ｉｅｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｏ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ ｏ ｕ ｔ ｉ Ｐ
可 能多地 在主体 材料 中可逆 的脱 嵌 ，比容量值 大 ： 在 ③
锂 的脱嵌过 程 中 ，主体结 构没 有或 很少发 生变 化 ，以确
的无机非 金属 材料 主要是 碳材料 、硅 材料及 其它不 同非
金 属 的 复 合 材 料
保好 的循环性 能 ；④ 氧化 还原 电位 随插锂 数 目的变化 应
尽可 能 的少 ，这样 电池 的 电压不会 发生显 著变 化 ，可以
保 持较 平稳 的充 放 电 ； 插 入化合 物应 有较好 的 电子电 ⑤
导 率 和离子 电导率 ，这样 可 以减少极 化并 能进行 大 电池
充放电； ⑥具有良好的表面结构 ，能够与液体电解质形 成 良好的固体电解质界面膜；⑦锂离子在主体材料有较 大的扩散系数 ，便于快速的充放电；⑧价格便宜 ，资源
电极 是 电池 的核 心 ．由活 性 物质 和导 电骨架 组 成 。
正 负 极 活 性 物 质 是 产 生 电 能 的 源 泉 ，是 决 定 电 池 基 本 特 性 的 重 要 组 成 部 分 。 本 文 就 锂 离 子 电 池 的 负 极 材 料 进 行
研 究
应用 。 目前 金属 单质 还不具 有直 接用作 锂离 子 电池 负极
池 行 业 作 为 新 能 源 领 域 的 重 要 组 成 部 分 ， 已经 成 为 全 球 经 济 发 展 的 一 个 新 热 点 。 关 键 词 ：锂 离 子 ； 负极 ； 材 料
中图分类号 ：Ｔ ６ Ｎ８
文 献标识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ．０ １ ４０ ２ ｏ： ．９ ９ｊｓｎ１ｏ — ６ ３２ １ ． ．１ １ ｉ ０
目标 。 矿 物 能 源 会 很 快 枯 竭 ， 解 决 日益 短 缺 的 能 源 问题 和 日 益 严 重 的 环 境 污 染 是 对 国 家 经 济 和 安
全的挑 战也是 对 科 学技 术界地 挑 战 ，根 据 《 国务 院 关于加 快培 育和 发展 战略 性新 兴 产业 的决定 》 ，
我 国计 划 用 ２ Ｏ年 时 间使 新 能 源 等 七 大 战 略 新 兴 产 业 整 体 创 新 能 力 和 产 业 发 展 水 平 达 到 世 界 先 进 水 平 ， 为 经 济 社 会 可 持 续 发 展 提 供 强 有 力 的 支 撑 。 可 见 我 国 对 新 能 源 的 重 视 已 达 到 战 略 高 度 ，而 电
０ 引言
随着时代 的 进步 ，能源 与人类 社会 的生存 和发 展密 切相关 。持续 发展 是全 人类 的共 同愿望 与奋 斗 目标 。矿 物能 源会很 快枯竭 ．解决 日益短 缺 的能源 问题和 日益 严
重 的 环 境 污 染 是 对 国 家 经 济 和 安 全 的 挑 战 也 是 对 科 学 技 术 界 地 挑 战 ，根 据 《 务 院 关 于 加 快 培 育 和 发 展 战 略 性 国
收 稿 日期 ：２ １ － ４ ２ ０ １０ —２
碳材料 ：碳 材料 主要包 括石 墨类 碳 材料 和非石 墨类
碳 材 料 ，这 里 只 介 绍 石 墨 类 碳 材 料 。
机 电 产 品 开 笈 与 霉 斤
Ｖｏ．４， ４ １ ２ Ｎｏ．
Ｊ Ｉ ，０ ｕ ． １ ｙ２ １
锂 离 子 电池 负极 材料 的研 究
冯 启 路 ，杜 啸岚
（ 平顶 山工 业 职业 技 术学 院 化 工 系 ，河南 平 顶 山 ４ ７ ０ ） ６０ ０
摘
要 ：随 着时代 的进 步 ，能源 与人类社 会 的生存 和发展 密切 相 关 。持 续发 展是 全人 类 的共 同愿 望与奋 斗
容 量 迅 速 衰 减 ，这 使 得 锂 合 金 并 未 成 功 用 作 锂 离 子 二 次 电池 的负极材料 （ ） 无 机 非 金 属 类 负 极 材 料 ：用 作 锂 离 子 电 池 负 极 ２
Baidu Nhomakorabea
般来 说 ．锂 离 子电池 负极材 料 的选择 主要要 遵循
以下原则 ：① 插锂 时 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 锂能 够尽
材 料 的 可 行 性 。 锂 合 金 的 出 现 在 一 定 程 度 上 解 决 了金 属
１ 选 材 要求
一
锂负 极可能 存在 的安 全隐患 ，但是锂 合金 在反 复 的循 环 过程 中经历 了较 大 的体积变 化 ，存储 大 量的锂 时 ．体 积 可膨 胀到原 来 的数倍 ，极大程 度 的造成 电极粉 化 ．电池
丰 富 ，对 环 境 无 污 染 。
新 兴产业 的决 定 》 ，我 国计划 用 ２ ０年 时间使 新能 源等七 大战略新 兴产业 整体 创新 能力和 产业 发展水 平达 到世 界
先 进 水 平 ．为 经 济 社 会 可 持 续 发 展 提 供 强 有 力 的 支 撑 。
２ 主 要 类 型及 其 特 点
展 的一个新 热点 。
极材料及 金属一 机非金属 复合 负极材料 。 无
（ ）金 属类 负极 材料 ：这 类材 料多具 有 超高 的嵌锂 １ 容 量 。最早 研究 的负 极材料 是金 属锂 ，由于 电池 的安全
问题 和 循 环 性 能 不 佳 ，金 属 锂 在 锂 二 次 电 池 中 并 未 得 到
的 化 学 组 成 可 以 分 为 金 属 类 负 极 材 料 、无 机 非 金 属 类 负
可见 我 国对 新能 源的重 视 已达 到 战略 高度 ，而电池行 业
作为 新能 源领域 的重要 组成部 分 ，已经成 为全 球经 济发
第２ ４卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ７月 文 章 编 号 ：１ ０ ～ ６ ３ （ ０ ４ ０ ８ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ － ２ — ２ １
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅ ｍｅ ｔ＆ Ｉｎ ｖ ｔ ｎｏ ｃ ｉｅｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｏ ｎ ｏ ａｉ ｆＭａ ｈｎ ｒ ｏ ｌｃｒ ａ ｏ ｕ ｔ ｉ Ｐ
可 能多地 在主体 材料 中可逆 的脱 嵌 ，比容量值 大 ： 在 ③
锂 的脱嵌过 程 中 ，主体结 构没 有或 很少发 生变 化 ，以确
的无机非 金属 材料 主要是 碳材料 、硅 材料及 其它不 同非
金 属 的 复 合 材 料
保好 的循环性 能 ；④ 氧化 还原 电位 随插锂 数 目的变化 应
尽可 能 的少 ，这样 电池 的 电压不会 发生显 著变 化 ，可以
保 持较 平稳 的充 放 电 ； 插 入化合 物应 有较好 的 电子电 ⑤
导 率 和离子 电导率 ，这样 可 以减少极 化并 能进行 大 电池
充放电； ⑥具有良好的表面结构 ，能够与液体电解质形 成 良好的固体电解质界面膜；⑦锂离子在主体材料有较 大的扩散系数 ，便于快速的充放电；⑧价格便宜 ，资源
电极 是 电池 的核 心 ．由活 性 物质 和导 电骨架 组 成 。
正 负 极 活 性 物 质 是 产 生 电 能 的 源 泉 ，是 决 定 电 池 基 本 特 性 的 重 要 组 成 部 分 。 本 文 就 锂 离 子 电 池 的 负 极 材 料 进 行
研 究
应用 。 目前 金属 单质 还不具 有直 接用作 锂离 子 电池 负极
池 行 业 作 为 新 能 源 领 域 的 重 要 组 成 部 分 ， 已经 成 为 全 球 经 济 发 展 的 一 个 新 热 点 。 关 键 词 ：锂 离 子 ； 负极 ； 材 料
中图分类号 ：Ｔ ６ Ｎ８
文 献标识 码 ：Ａ ｄ ｉ ０３ ６ ／．ｓ．０ ２ ６ ７ ．０ １ ４０ ２ ｏ： ．９ ９ｊｓｎ１ｏ — ６ ３２ １ ． ．１ １ ｉ ０
目标 。 矿 物 能 源 会 很 快 枯 竭 ， 解 决 日益 短 缺 的 能 源 问题 和 日 益 严 重 的 环 境 污 染 是 对 国 家 经 济 和 安
全的挑 战也是 对 科 学技 术界地 挑 战 ，根 据 《 国务 院 关于加 快培 育和 发展 战略 性新 兴 产业 的决定 》 ，
我 国计 划 用 ２ Ｏ年 时 间使 新 能 源 等 七 大 战 略 新 兴 产 业 整 体 创 新 能 力 和 产 业 发 展 水 平 达 到 世 界 先 进 水 平 ， 为 经 济 社 会 可 持 续 发 展 提 供 强 有 力 的 支 撑 。 可 见 我 国 对 新 能 源 的 重 视 已 达 到 战 略 高 度 ，而 电
０ 引言
随着时代 的 进步 ，能源 与人类 社会 的生存 和发 展密 切相关 。持续 发展 是全 人类 的共 同愿望 与奋 斗 目标 。矿 物能 源会很 快枯竭 ．解决 日益短 缺 的能源 问题和 日益 严
重 的 环 境 污 染 是 对 国 家 经 济 和 安 全 的 挑 战 也 是 对 科 学 技 术 界 地 挑 战 ，根 据 《 务 院 关 于 加 快 培 育 和 发 展 战 略 性 国
收 稿 日期 ：２ １ － ４ ２ ０ １０ —２
碳材料 ：碳 材料 主要包 括石 墨类 碳 材料 和非石 墨类
碳 材 料 ，这 里 只 介 绍 石 墨 类 碳 材 料 。
机 电 产 品 开 笈 与 霉 斤
Ｖｏ．４， ４ １ ２ Ｎｏ．
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锂 离 子 电池 负极 材料 的研 究
冯 启 路 ，杜 啸岚
（ 平顶 山工 业 职业 技 术学 院 化 工 系 ，河南 平 顶 山 ４ ７ ０ ） ６０ ０
摘
要 ：随 着时代 的进 步 ，能源 与人类社 会 的生存 和发展 密切 相 关 。持 续发 展是 全人 类 的共 同愿 望与奋 斗
容 量 迅 速 衰 减 ，这 使 得 锂 合 金 并 未 成 功 用 作 锂 离 子 二 次 电池 的负极材料 （ ） 无 机 非 金 属 类 负 极 材 料 ：用 作 锂 离 子 电 池 负 极 ２
Baidu Nhomakorabea
般来 说 ．锂 离 子电池 负极材 料 的选择 主要要 遵循
以下原则 ：① 插锂 时 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 锂能 够尽
材 料 的 可 行 性 。 锂 合 金 的 出 现 在 一 定 程 度 上 解 决 了金 属
１ 选 材 要求
一
锂负 极可能 存在 的安 全隐患 ，但是锂 合金 在反 复 的循 环 过程 中经历 了较 大 的体积变 化 ，存储 大 量的锂 时 ．体 积 可膨 胀到原 来 的数倍 ，极大程 度 的造成 电极粉 化 ．电池
丰 富 ，对 环 境 无 污 染 。
新 兴产业 的决 定 》 ，我 国计划 用 ２ ０年 时间使 新能 源等七 大战略新 兴产业 整体 创新 能力和 产业 发展水 平达 到世 界
先 进 水 平 ．为 经 济 社 会 可 持 续 发 展 提 供 强 有 力 的 支 撑 。
２ 主 要 类 型及 其 特 点
展 的一个新 热点 。
极材料及 金属一 机非金属 复合 负极材料 。 无
（ ）金 属类 负极 材料 ：这 类材 料多具 有 超高 的嵌锂 １ 容 量 。最早 研究 的负 极材料 是金 属锂 ，由于 电池 的安全
问题 和 循 环 性 能 不 佳 ，金 属 锂 在 锂 二 次 电 池 中 并 未 得 到