锂离子电池电极材料综述(精)
锂离子电池研究_综述
锂离子电池研究综述—陈欢1 锂离子电池简介离子电池又称为“摇椅电池”，是指以可供锂离子嵌入脱嵌的物质作为正、负极的二次电池。
电解质一般采用溶解有锂盐的有机溶液，根据所用电解质的状态，可分为液态锂离子电池、聚合物锂离子电池和全固态锂离子电池。
1.1 锂离子电池的工作原理[1]一个锂离子电池主要由正极、负极、电解液及隔膜组成，外加正负极引线，安全阀，PTC（正温度控制端子），电池壳等。
虽然锂离子电池种类繁多，但其工作原理大致相同。
充电时，锂离子从正极材料中脱嵌，经过隔膜和电解液，嵌入到负极材料中，放电以相反过程进行。
再充电，又重复上述过程。
以典型的液态锂离子为例，当以石墨为负极材料，以LiCoO2为正极材料时，其充放电原理为：充电时，Li+从LiCoO2中发生脱嵌，释放一个电子，C3+被氧化为C4 +，与此同时，Li+经过隔膜和电解液迁移到负极石墨表面，进而插入到石墨结构中，石墨结构同时得到一个电子，形成锂—碳层间化合物Li x C6，放电时过程则相反，Li+从石墨结构脱插，嵌入到正极LiCoO2中。
图1 锂离子电池从放电示意图1.2 锂离子电池的优缺点[2](1)能量密度高，输出功率大。
(2)平均输出电压高(约3.6V)，为Ni-Cd、Ni-MH电池的三倍。
(3)工作温度范围宽，一般能在-20-45℃，期望值为-40-70℃。
(4)无记忆效应。
(5)可快速充放电，充放电效率高，可达100%。
(6)没有环境污染，称为绿色电池。
(7)使用寿命长，可达1200次左右。
当然，目前的锂离子电池还存在一些不足。
(1)成本较高，主要是正极材料的价格高，随着正极材料的研究开发不断深入一些新的更廉价的正极材料，如LiMnZO4、LiFePO4等己经初步商品化。
(2)过充电的安全问题还需要进一步解决;(3)与普通电池的相容性差，一般要在用3节AA电池(3.6V)的情况下才可以用锂离子电池代替。
2. 锂离子电池的正极材料为了提高锂离子电池的输出电压、比容量、循环使用寿命，目前正在开发的正极材料主要是具有层状结构、尖晶石结构和橄榄石结构的嵌入化合物，主要有氧化钻锂、氧化镍锂、氧化锰锂、磷酸亚铁锂、三元复合材料等。
锂离子电池三元正极材料(全面)
1997年, Padhi等人最早提出了LiFePO4的制 备以及性能研究 。LiFePO4具备橄榄石晶体结构, 理论容量为170 mAh／g, 有相 对于锂金属负极的稳 定放电平台, 虽然大电流充放电存在一定的 缺陷, 但 由于该材料具有理论比能量高、电压高、环境友好、 成本低廉以及良好的热稳定性等显著优点, 是近期研究的重点替 代材料之一。目前, 人们主要采点用击高添温加固标相题法制备LiFePO4 粉体, 除此之外, 还有溶胶-凝胶法、水热法等软化学方法, 这些方法都 能得到颗粒细、纯度高的LiFePO4材料。
三价锰氧化物LiMnO2是近年来新发展起来的一种锂离子电池 正极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286 mAh／g, 实 际比 容量已达到200mAh／g以上) 的优势。LiMnO2存在多种结构形式, 其中单斜晶系的LiMnO2和正方晶系LiMnO2具有层状材料的结构 特征, 并具有比较优良的电化学性能。对于层状结构 的LiMnO2而 言, 理想的层状化合物的电化学行点为击要添比加中标间题型的材料好得多, 因 此, 如何制备 稳定的LiMnO2, 层状结构, 并使之具有上千次的循 环 寿命, 而不转向尖晶石结构是急需解决的问题。
(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) 加入过量的锂, 制备高含锂的锂镍氧化物。
锰酸锂具有安全性好、耐过充性好、锰资源丰富、价格低廉及 无毒性等优点, 是最有发展前途的一 种正极材料。锰酸锂主要有尖晶 石型LiMnO4和层状的LiMnO2两种类型。尖晶石型 L iMnO4具有安 全性好、易合成等优点, 是目前研究较多的锂离子正极材料之一。但 LiMn2O4存在John—Teller效应, 在充放电过程 中易发生结构畸变, 造成容量迅速衰减, 特别是在较点高击温添度加的标使题用条件下, 容量衰减更加突 出。三价锰氧化物LiMnO2 是近年来新发展起来的一种锂离子电池正 极材料, 具有价格低, 比容量高(理论比容量286mAh／g, 实际比容量 已 达到200mAh／g以上) 的优势。
最新-锂离子电池正极材料与工艺详解(含三元材料)精选全文
八面体间隙
四面体间隙
02.锂离子电池正极材料简介
2.3 LiCoO2（层状） O3较O2，Li离子扩散克服能垒低，CO与Li混排需克服较高的能垒。
O3-LiCoO2结构： O原子为立方密堆积结构（ABCABC……）Li 与Co原子沿C轴方向交替占据八面体位置，且 共边（ α –NaFeO2）,属于六方晶系(三轴等长 ，任意两轴夹角相等)，具有 R3m空间群。
02.锂离子电池正极材料简介
2.3 LiCoO2
大约对应Li0.5CoO2，由于空位有 序化出现，形成扭曲八面体单斜相
恒流充电，当电压达 到4.8V时O3正极几乎所有 的锂离子都能从正极中脱 出，大约80%的锂离子可 以在嵌入正极材料中；可 逆比容量220mA·h·g-1。
图（b）可以看出最 低电压平台O3结构的正极 最高。
（碳酸乙烯脂）
隔膜
在电解液中具有 良好的化学稳定 性及一定的机械
强度
对Ｌi+的移动阻 碍小（内阻）， 对孔径和孔隙率
的要求
良好的绝缘体， 并能阻挡从电极 上脱落物质微利
和枝晶的生长
聚乙烯、聚丙烯等聚 烯烃微孔隔膜
目录
CONTENTS
01 锂离子电池原理简介
02 锂离子电池正极材料简介
03 三元正极材料简介 04 前驱体的制备工艺 05 三元材料成品制备工艺
Li（Nix-Coy-Mnz）O2 ,x+y+z=1
3.2过渡元素对性能的影响
容量-循环性能
随着Ni含量上升，电池比容量上升，循环性能有所下降
03.三元正极材料
2.4 Li（Nix-Coy-Mnz）O2 ,x+y+z=1
3.2过渡元素对性能的影响
锂离子正极材料的分类
锂离子正极材料的分类锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一，其正极材料是其核心组成部分。
根据不同的化学构成和性能特点，锂离子电池的正极材料可以分为多种不同的类别。
本文将对锂离子正极材料进行分类和介绍。
1. 锂钴酸锂离子正极材料锂钴酸（LiCoO2）是最早被商业化应用的锂离子正极材料之一。
它具有较高的比容量和较高的电压平台，能够提供相对较高的能量密度。
然而，锂钴酸存在着容量衰减快、循环寿命短以及材料成本高等问题。
2. 锰酸锂离子正极材料锰酸锂（LiMn2O4）是一种相对廉价和环境友好的锂离子正极材料。
它具有较高的循环寿命和较高的比容量，但其能量密度相对较低。
锰酸锂材料广泛应用于便携式电子设备和电动车领域。
3. 磷酸铁锂离子正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）是一种高安全性和良好循环寿命的锂离子正极材料。
它具有较高的比容量和较低的自放电率。
磷酸铁锂材料在电动车和储能系统等领域得到了广泛应用。
4. 钴酸锂离子正极材料钴酸锂（LiCoO2）是一种高能量密度的锂离子正极材料，但其价格较高。
为了解决锂钴酸材料的成本和资源问题，研究人员开发了各种改性的钴酸锂材料，如钴酸锂钴铝材料（NCA）和钴酸锂钴镍材料（NCM）。
这些改性材料在电动车领域得到了广泛应用。
5. 锂镍酸锂离子正极材料锂镍酸锂（LiNiO2）是一种高能量密度的锂离子正极材料，但其循环寿命相对较短。
为了改善锂镍酸锂材料的循环寿命，研究人员将其与其他金属元素进行合金化改性，形成了锂镍钴锰酸锂（NMC）和锂镍钴铝酸锂（NCA）等材料。
6. 磷酸锰锂离子正极材料磷酸锰锂（LiMnPO4）是一种廉价、环保且安全性较高的锂离子正极材料。
虽然其比容量较低，但其具有较高的循环寿命和较低的内阻，适用于一些对安全性和循环寿命要求较高的应用。
锂离子电池的正极材料可以分为锂钴酸锂离子正极材料、锰酸锂离子正极材料、磷酸铁锂离子正极材料、钴酸锂离子正极材料、锂镍酸锂离子正极材料和磷酸锰锂离子正极材料等几种类型。
锂电池正极材料概述
锂电池正极材料概述一、材料种类锂电池正极材料是指在锂电池中，用于提供正电的物质，是锂电池中最为关键的组成部分。
常见的锂电池正极材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等。
这些材料在电池性能、成本等方面具有不同的优势和缺点，选用哪种正极材料需要根据具体的应用需求来确定。
二、性能特点1.钴酸锂：具有高能量密度、高电压、较好的循环性能等优点，但价格较高，安全性稍差。
2.磷酸铁锂：具有高能量密度、无毒、循环寿命长、成本低等优点，但高温性能较差，充电电压较高。
3.锰酸锂：具有高电压、低成本、无毒等优点，但循环性能较差，容量较低。
4.三元材料：具有高能量密度、长循环寿命、无毒等优点，且可以调节镍钴锰的比例来调整电池的容量和电压，是目前锂电池正极材料中较为优秀的一种。
三、制备工艺锂电池正极材料的制备工艺主要有物理法和化学法两种。
物理法是将原材料进行物理混合、球磨、烧结等工艺制备成正极材料；化学法则是通过化学反应制备正极材料，包括沉淀法、溶胶凝胶法、水热法等。
制备工艺对正极材料的性能和质量有着重要影响。
四、应用领域锂电池正极材料广泛应用于电动汽车、电动自行车、移动电源等领域。
随着新能源汽车的快速发展，锂电池正极材料的市场需求也在持续增长。
五、市场前景随着环保意识的提高和新能源汽车的推广，锂电池正极材料的市场前景十分广阔。
未来，随着技术的进步和成本的降低，锂电池正极材料的应用领域还将进一步扩大。
同时，政策支持和市场需求也将推动锂电池正极材料产业的快速发展。
六、技术挑战目前，锂电池正极材料仍面临着一些技术挑战，如容量密度提升、充电速度提高、安全性提升、循环寿命延长等方面的问题。
这些问题需要不断地研究和改进技术来解决，以满足市场对高性能锂电池的需求。
七、发展趋势未来，锂电池正极材料的发展趋势将主要集中在以下几个方面：1.高能量密度：随着电动汽车等应用领域的发展，对锂电池的能量密度要求越来越高，正极材料的高能量密度研究将不断深入。
锂离子电池的正极材料
锂离子电池的正极材料
锂离子电池是一种广泛应用于电子设备、电动汽车和储能系统中的重要电池类型。
它由正极、负极、电解质和隔膜组成，其中正极材料是决定电池性能的关键因素之一。
在锂离子电池中，正极材料主要负责储存和释放锂离子，因此其特性直接影响电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
目前，锂离子电池的正极材料主要包括钴酸锂、锰酸锂、三元材料（镍钴锰酸锂）、钛酸锂、磷酸铁锂等。
这些材料各有其优缺点，选择合适的正极材料取决于电池的具体应用和性能要求。
钴酸锂是目前应用最为广泛的正极材料之一，它具有高能量密度和较好的循环寿命，但成本较高且含有稀缺资源钴。
锰酸锂具有较低的成本和较高的热稳定性，但能量密度较低且循环寿命不及钴酸锂。
三元材料由镍、钴、锰的混合物组成，综合了三种材料的优点，具有较高的能量密度和循环寿命，但成本较高。
钛酸锂和磷酸铁锂则分别具有优异的热稳定性和安全性能，适用于特定领域的高安全性要求。
除了以上常见的正极材料外，还有一些新型材料如钠离子正极材料、多孔材料等正在被研究和开发，以期望提高电池的能量密度、循环寿命和安全性能。
在选择正极材料时，需要综合考虑电池的能量密度、循环寿命、成本、安全性能等因素。
未来，随着新材料的不断涌现和技术的不断进步，锂离子电池的正极材料将会更加多样化和专业化，以满足不同领域对电池性能的不同需求。
总的来说，锂离子电池的正极材料是决定电池性能的重要因素，不同的正极材料具有各自的优缺点，选择合适的正极材料需要综合考虑电池的具体应用和性能要求。
未来，随着材料科学和电池技术的发展，正极材料将会不断更新换代，为电池的性能提升提供更多可能性。
锂离子电池正极材料的研究与进展综述
锂离子电池正极材料的研究与进展综述学院：材料与化学工程学院姓名： xx学号： 5412040601xx年级：2012 级专业：电化学导师：xxxxxxx日期： 2015年12月28日锂离子电池正极材料的研究与进展综述摘要：锂离子电池近十几年一直是人们研究的课题，以其工作电压高、体积小、质量小、比能量高、无污染、无记忆效应等优点著称，并因此在市场独占鳌头。
时值今日，二次锂离子电池的研制开发已取得很大的进展。
锂离子电池“一大一小”的发展方向更增加了热度。
本文从锂离子电池正极材料的不同制备方法出发，以层状正极材料，三元类正极材料，尖晶石类正极材料，聚阴离子类正极材料为例，对其不同的电化学性能进行比较和归纳。
三元材料中镍钴锰类电池和聚阴离子中磷酸铁锂类电池因高的性价比受到青睐。
下面将具体阐述锂离子电池不同正极材料及其电化学性能。
关键词：锂离子电池；正极材料；层状类；三元材料；尖晶石类；聚阴离子；电化学性能引言：铅酸电池是最早出现的可充电电池。
但是一方面它的能量密度低，另一方面对环境污染严重，所以在电池的发展中将逐渐被淘汰[1]。
相对而言，镍镉电池(Ni/Cd较为优越;只是随着科技的最新发展和层出不穷的新型电子和通讯装置来说，首先它的能量也不是很充足，其次由于镍镉电池导致的环境污染问题同样是极其严峻的，因此在大多数国家它是被严禁控制的，甚至不许生产。
镍金属氢化物电池(Ni/MH)在许多方面都优于镍镉电池，不过它的能量密度还是比较有限，由其引起的环境问题也是存在的，更为重要的一点是，它的自放电高，使用期也是有限的[2,3]。
这样来看，寻找具有高能量密度和高放电容量的电池体系来适应电子和信息产品的迅速发展越来越紧迫。
锂离子电池正是在这样的形势下于上世纪九十年代发展起来的一种新型化学电源;它具有工作电压高，重量轻，比容量高，自放电小，循环寿命长，无记忆效应，安全可靠，绿色环保等突出优点，而成为摄像机、移动电话、笔记本电脑以及便携式测量仪器等电子装置小型轻量化的理想电源，也是未来电动汽车用轻型高能动力电池的首选电源[4,5]。
锂电池 正极材料
锂电池正极材料锂电池正极材料是构成锂离子电池的四个关键部分之一，它的性能直接影响到锂电池的功率、容量和循环寿命等重要指标。
本文将从锂电池正极材料的分类、结构、性能和应用等方面进行探讨。
一、锂电池正极材料的分类根据正极材料的化学组成和结构形式，锂电池正极材料主要可以分为以下几种类型：1、锂离子多元材料：由多种金属离子组成的复合材料，例如：镍基、钴基、锰基、铁基、钒基等材料。
多元材料组成的正极材料是当前市场上广泛使用的一种，具有良好的循环寿命、安全性和容量。
其中钴酸锂(含LiCoO2)是应用最广泛的一种材料，其优点是稳定性和能量密度高。
2、锂钴酸锂：由镍、锰、铁和钴等元素组成的复合材料，特点是电压稳定、能量密度高、寿命长，但是容量不高，成本也较高。
3、锂铁酸锂：是由钠、锰、铁和锂等元素组成的锂电池正极材料，与其他正极材料相比容量较高，循环寿命也比较长，但是其能量密度相对较低，不太适合用于需求能量密度高的场合。
4、磷酸铁锂：由铁、锂和磷等元素组成，特点是高温性能表现突出，安全性较高，但是电荷/放电过程中电压波动较大，容易造成电池内部损伤。
二、锂电池正极材料的结构锂电池正极材料由多个组分构成，包括活性材料、导电剂、粘结剂等，具体的结构组成如下：1、活性材料：一般由金属氧化物、金属磷酸盐等电化学活性物质组成，可以进行大量的锂离子插入和释放。
活性材料是锂电池中的核心组成部分，直接影响到电池的性能。
例如钴酸锂、氧化钒等都是锂离子电池中常用的活性材料。
2、导电剂：很多锂电池正极材料并不是良好的电导体，需要添加导电剂，提高电解液与活性材料之间的导电性，通常使用碳黑、金属铝等材料作为导电剂。
3、粘结剂：粘结剂是将活性材料与导电剂粘在一起的关键，同时也非常重要，因为如果材料之间的粘结不牢固，容易导致电极剥落，从而影响电池的性能。
常用的粘结剂包括聚合物、纳米硅胶等。
三、锂电池正极材料的性能锂电池正极材料的性能是影响电池性能的关键因素之一。
锂离子电池中正极材料的研究与应用
锂离子电池中正极材料的研究与应用一、引言锂离子电池广泛应用于手机、电动车、笔记本电脑等领域，其中正极材料的性能主要决定了电池的容量、寿命和性能。
因此，正极材料的研究和应用对于锂离子电池行业具有重要意义。
本文将围绕锂离子电池中正极材料的研究和应用展开论述。
二、锂离子电池正极材料概述锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂和钛酸锂等。
其中，钴酸锂具有较高的能量密度和循环寿命，但价格昂贵；锰酸锂具有较高的热稳定性和安全性，但容量略低；三元材料具有高的能量密度和循环寿命周期，市场占有率最高。
磷酸铁锂是一种比较新兴的正极材料，它具有高安全性、高电压稳定性，但能量密度低，价格较高。
钛酸锂具有高的电化学稳定性，但容量较低。
三、正极材料性能影响因素正极材料的性能主要受化学成分、微形态和晶体结构三个方面的影响。
其中，化学成分是最基本的影响因素，同时也是最重要的因素。
微形态通常影响正极材料的电子传导和离子传输等性能，该因素的优化是提高电池性能的重要手段。
晶体结构影响正极材料的电子传导、离子传输、稳定性等性能，其合理设计也是提高电池性能的重要手段。
四、正极材料研究进展目前，正极材料的研究重点主要集中在增加电池容量、提高电池循环寿命、降低成本和提高安全性等方面。
其中，多元材料、复合材料和表面修饰等技术的应用，可以显著提高电池性能，如纳米材料、改性材料、功能化材料等技术的应用可以提高电池的特定性能。
五、正极材料应用研究正极材料的应用主要集中在以下几个方面：1、手机电池：手机电池对正极材料的性能要求很高，需要满足容量大、循环寿命长、安全性好等特点，目前市场占有率最高的是三元材料。
2、电子汽车：电动汽车的正极材料需要满足电池容量大、循环寿命长、安全性好、高倍率快充等需求，目前市场上主要采用的是钴酸锂和三元材料。
3、储能电池：储能电池需要满足容量大、充放电效率高、循环寿命周期长等特点，目前市场上主要采用的是三元材料和磷酸铁锂等正极材料。
锂离子电池正极材料研究综述
锂离子电池正极材料研究综述1.引言锂离子电池具有高能密度、长循环寿命和无污染等优点，已广泛应用于手机、笔记本电脑、照相机等电子设备中。
在电动汽车、能源储存等领域中也得到了越来越广泛的应用。
作为锂离子电池的重要组成部分，正极材料的性能和结构对电池的性能和寿命有着重要的影响。
因此，在研究和开发更高性能的锂离子电池过程中，正极材料的研究备受关注。
本文对锂离子电池正极材料的研究综述，以期为相关领域的研究者提供参考。
2.锂离子电池正极材料分类锂离子电池正极材料可以分为三类，即金属氧化物、磷酸盐和硫化合物。
2.1 金属氧化物金属氧化物作为锂离子电池正极材料的开发历史最长，目前已有多种材料应用于商业电池中，如锰酸锂、钴酸锂、三元材料等。
其中，锰酸锂材料具有比较优良的能量密度和稳定性，但其容量和循环寿命较差。
钴酸锂材料具有高能量密度和较好的循环寿命，但由于成本和安全性等问题，其市场占有率有所下降。
三元材料是由钴、镍和锰等元素组成的复合材料，具有高能量密度和长循环寿命，是目前商业化程度较高的锂离子电池正极材料之一。
2.2 磷酸盐磷酸盐材料作为新型锂离子电池正极材料受到了广泛的关注和研究。
磷酸铁锂是目前最为成熟的磷酸盐正极材料之一，具有高循环寿命、低成本和较好的安全性等优点。
其容量和能量密度虽然不及钴酸锂和三元材料，但有望成为下一代锂离子电池正极材料的主流。
此外，锂钒磷酸盐、锂铁磷酸盐等磷酸盐材料也得到了研究和应用。
2.3 硫化合物硫化合物作为一类新型锂离子电池正极材料，具有高能量密度和低成本等优点，是近年来备受关注的研究方向之一。
硫化亚铁（FeS）、硫化镁（MgS）、硫化钠（Na2S）等材料均已被研究和应用。
但硫化合物材料的循环寿命、安全性等问题仍需进一步研究解决。
3.锂离子电池正极材料研究进展3.1 金属氧化物材料3.1.1 锰酸锂材料锰酸锂材料是锂离子电池中应用最广泛的正极材料之一。
近年来，研究者致力于提高锰酸锂材料的性能，如提高其容量、循环寿命和安全性等。
锂离子电池材料解析
锂离子电池材料解析
锂离子电池是一种常见的电池类型，其材料主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜。
1. 正极材料：常用的正极材料有锰酸锂（LiMn2O4）、钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）等。
正极材料是锂离子电池
中的能量储存部分，其结构和性能会直接影响电池的容量和循环寿命。
2. 负极材料：常用的负极材料可以是石墨（碳）或者锂合金，如石墨（LiC6）、锂钛酸锂（Li4Ti5O12）等。
负极材料是锂
离子电池中的“负极反应”部分，用于储存和释放锂离子。
3. 电解质：电解质是用于传递锂离子的介质，常用的电解质有有机液体电解质和固态电解质。
有机液体电解质一般是溶解锂盐（如LiPF6）的有机化合物，而固态电解质可以是聚合物电
解质或者陶瓷电解质。
4. 隔膜：隔膜是正极和负极之间的隔离层，防止直接接触而发生短路。
常用的隔膜有聚烯烃膜（如聚丙烯膜）、聚合物纳米复合膜等。
以上是锂离子电池常见的材料组成。
锂离子电池的性能与这些材料的选择和质量密切相关，因此对材料的研发和优化的进展对于提高电池的性能和寿命具有重要意义。
锂离子电池的电极材料
锂离子电池的电极材料锂离子电池是一种常见的电池类型，被广泛应用于手机、电动车、笔记本电脑等设备中。
而电池的核心部分就是电极材料，它决定着电池的性能和特性。
本文将介绍锂离子电池的电极材料以及其在电池中的作用。
锂离子电池的电极材料通常由正极和负极组成。
正极材料是电池中的正极活性物质，通过与锂离子发生化学反应来存储和释放电能。
而负极材料则是电池中的负极活性物质，它负责接收和释放锂离子。
两种材料的选择和性能对电池的性能和循环寿命有着重要的影响。
正极材料的选择十分重要，它需要具备以下几个特点：首先，正极材料应具有高的电导率和良好的稳定性，以保证电池的高能量效率和长循环寿命。
其次，正极材料应具有较高的比能量，即单位质量的正极材料可以储存更多的锂离子。
还有，正极材料应具有较高的电池电压，以提供更高的电池输出电压。
常见的正极材料有锰酸锂（LiMn2O4）、三元材料（LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，简称NCM）和磷酸铁锂（LiFePO4）等。
锰酸锂是一种低成本、良好的正极材料，具有较高的比能量和较高的循环寿命。
三元材料则具有更高的比能量和更高的电压平台，但循环寿命相对较低。
磷酸铁锂是一种安全性较好、循环寿命较长的正极材料，但比能量较低。
负极材料的选择同样重要。
负极材料需要具备以下特点：首先，负极材料应具有较高的锂离子嵌入和脱嵌能力，以实现高容量的储存和释放。
其次，负极材料应具有良好的电导率和化学稳定性，以提高电池的循环寿命和安全性。
目前，常见的负极材料有石墨和硅等。
石墨是锂离子电池中最常用的负极材料，具有高的电导率和良好的化学稳定性，但比能量较低。
硅是一种具有很高的储锂能力的负极材料，可以实现更高的比能量和能量密度。
然而，硅的体积变化过大，容易造成电极的损坏和容量衰减，因此需要进一步改善。
除了正负极材料的选择，电极的结构设计也对电池性能有重要影响。
常见的电极结构有单层结构和多层结构。
单层结构适用于小功率应用，具有较高的功率密度；而多层结构适用于大功率应用，具有较高的能量密度。
锂离子电池正极材料的层状结构概述
锂离子电池正极材料的层状结构概述下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一、引言随着电动汽车和可穿戴设备等电子产品的快速发展，锂离子电池作为一种高能量密度和长周期性能的电池，成为当前主流的电池之一。
锂离子电池正极材料表面修饰技术研究综述
锂离子电池正极材料表面修饰技术研究综述随着电子设备的普及和能源紧缺的问题愈发凸显，高性能电池的需求不断增长。
锂离子电池是目前最为广泛使用的电池之一。
锂离子电池正极材料是锂离子电池中的重要部分，其性能直接决定了锂离子电池的性能。
表面修饰技术是可以改进锂离子电池正极材料性能的有效手段。
本文将综述锂离子电池正极材料表面修饰技术的研究进展和应用现状。
一、锂离子电池正极材料的表面修饰1. 石墨烯石墨烯是一种具有优异电学、热学、机械性能和化学稳定性的二维材料。
它具有较大的比表面积和高的导电性能，被广泛应用于锂离子电池正极材料的表面修饰中。
在锂离子电池正极材料表面修饰中，石墨烯可以增加活性材料和电解质的接触面积，改进负载材料的采取和释放锂离子速率，并提高锂离子储存能力和循环寿命。
石墨烯修饰技术主要包括机械混合法、溶剂浸渍法、电沉积法和化学气相沉积法等。
与传统的方法相比，化学气相沉积法常被用于生产大规模的石墨烯修饰电极材料。
例如，硅/石墨烯复合材料能够在高倍率条件下达到良好的性能，显示出石墨烯修饰材料对于电池性能的显着改进。
2. 金属氧化物与氢氧化物金属氧化物和氢氧化物的修饰可以提高材料表面的电荷密度、减少表面能和增加比表面积。
这些特性可以提高锂离子电池正极材料对于锂离子的吸附与释放能力，改进材料的循环性能、循环寿命和相对放电容量。
近年来，氧化钛和氢氧化铁的表面修饰技术被广泛用于锂离子电池正极材料中。
3. 氮氮是一种化学惰性气体，但是在一定温度和气压下，氮可以形成一种三元化合物Ni3N，它是一种具有良好电子传导性能和高的活性材料。
在锂离子电池正极材料表面修饰中，氮处理技术可以提高材料的比表面积和改善活性材料和电解液之间的接触面积，可以提高电子传导性能和循环寿命。
二、锂离子电池正极材料表面修饰技术的应用现状在锂离子电池正极材料表面修饰技术的应用方面，石墨烯修饰技术和单质碳比较广泛的采用。
以石墨烯的应用为例，其中混合石墨烯和活性材料的技术和纳米石墨烯结合活性材料技术是两种主流的技术。
锂电池重要材料简介及应用
锂电池重要材料简介及应用锂电池是一种主要由锂离子运动引起化学反应进而产生电流的可充电电池。
它由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极和负极是锂电池中最重要的材料。
锂离子电池的正极材料主要有三类：钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂。
其中，钴酸锂具有高能量密度、长循环寿命和稳定性较高的特点，被广泛应用于移动电源、笔记本电脑、电子相机等高端电子产品中。
镍酸锂具有较高的比容量和较低的价格，适用于动力电池领域，如电动车、混合动力车等。
锰酸锂由于具有较高的循环寿命和较低的成本，被广泛应用于动力电池领域。
锂电池的负极材料主要是石墨。
石墨负极可以高效地嵌锂，具有较高的导电性和稳定性，是一种理想的锂离子散失材料。
但是，由于石墨的电容量有限，限制了锂电池的能量密度。
因此，科学家们一直在寻找新的负极材料，例如硅，它具有较高的容量，但还需要解决其循环寿命和体积膨胀的问题。
锂电池的电解质主要是溶解盐，如锂盐溶液。
电解质对电池性能有重要影响，它应具有较高的离子电导率和化学稳定性，以确保锂离子在正负极之间的快速传递和稳定的循环性能。
目前，常用的电解质有有机电解质和固体电解质两种类型。
有机电解质具有较高的离子电导率，但对安全性要求较高；固体电解质具有较好的安全性和稳定性，但离子电导率较低。
隔膜是锂电池中起到隔离正负极的作用，以防止短路。
隔膜材料应具有较高的电阻率和较好的热稳定性。
目前，常见的隔膜材料有聚乙烯、聚丙烯和P V D F等。
锂电池作为一种可重复充电的电池，被广泛应用于各个领域。
在便携式电子产品领域，如手机、平板电脑、智能手表等，锂电池具有高能量密度、轻质化和长循环寿命的优势，满足了人们对电池续航能力和便携性的需求。
在电动交通工具领域，如电动汽车、电动自行车等，锂电池作为一种高性能的动力电池，具有高能量密度、长循环寿命和快速充电等特点，为电动交通工具提供了可靠的动力源。
此外，在储能领域和航空航天领域，锂电池也被广泛应用。
总体来说，锂电池的正极、负极、电解质和隔膜是构成锂电池的关键材料。
负极材料综述
锂电负极材料综述1、概述锂电负极材料需具备可逆地脱／嵌锂离子，这类材料要求具有以下要求：①正负极的电化学位差大，从而可获得高功率电池；②锂离子的嵌入反应自由能变化小；③锂离子的可逆容量大，理离子嵌入量的多少对电极电位影响不大，这样可以保证电池稳定的工作电压；④高度可逆嵌入反应，良好的电导率，热力学稳定的同时还不与电解质发生反应；⑤循环性好，具有较长循环寿命；⑥锂离子在负极的固态结构中具有高扩散速率；⑦材料的结构稳定、制作工艺简单、成本低。
2、负极材料介绍目前锂离子二次电池的负极材料主要有两大类：碳负极材料和非碳(金属氧化物)材料。
2.1 碳负极材料碳材料对锂的电位比较低，一般小于1V，是较理想的负极材料，也是人们探索研究最多的一种材料，目前己商业化的锂离子电池所用的负极材料几乎均是碳材料。
锂电池中具实用价值和应用前景的碳主要有三种：(1)高度石墨化的碳；(2)软碳和硬碳；(3)碳纳米材料。
2.1.1石墨类碳负极材料石墨类碳负极材料具有以下特点：导电性好，结晶度较高，具有良好的层状结构，适合锂的嵌入脱嵌；充放电比容量可达300 mAh/g 以上，充放电效率在90％以上，不可逆容量低于50 mAh/g；锂在石墨中脱嵌反应发生在0～0.25V左右(Vs．Li+/Li)，具有良好的充放电电位平台。
它分为人造石墨和天然石墨。
石墨类负极材料具体分类图人造石墨是将易石墨化炭(如沥青焦炭)在N2气氛中于1900～2800℃经高温石墨化处理制得。
常见人造石墨有中间相碳微球(MCMB)、石墨化碳纤维。
MCMB的优点：球状颗粒，便于紧密堆积可制成高密度电极；光滑的表面，低比表面积，可逆容量高；球形片层结构，便于锂离子在球的各个方向迁出，可以大倍率充放电。
应用方向为动力电池和倍率电池。
缺点：价格略高、容量略低，在高容量和超高容量型产品中处于劣势。
天然石墨一般都以天然石墨矿石出现。
鳞片石墨原矿品位一般为3～13.5%，个别富矿可达20%。
锂电池正极材料和负极材料
锂电池正极材料和负极材料随着电子设备的普及和电动汽车的发展，锂电池作为一种高性能、高能量密度的电池技术，成为了主流选择。
锂电池的核心组件是正极材料和负极材料，它们在电池充放电过程中发挥着重要的作用。
一、正极材料正极材料是锂电池中的重要组成部分，它决定了电池的电压和容量。
目前常用的锂离子电池正极材料有锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、铁磷酸锂和钛酸锂等。
1. 锰酸锂：锰酸锂是一种低成本、高安全性的正极材料，具有较高的电压和循环寿命。
它的特点是稳定性好，不易过热，但容量较低。
2. 钴酸锂：钴酸锂是一种高能量密度的正极材料，具有较高的电压和较长的循环寿命。
它的特点是容量大，但价格昂贵，并且存在安全性较差的问题。
3. 镍酸锂：镍酸锂是一种中等能量密度的正极材料，具有较高的电压和较长的循环寿命。
它的特点是成本较低，但容量相对较小。
4. 铁磷酸锂：铁磷酸锂是一种高安全性、低成本的正极材料，具有较低的电压和较长的循环寿命。
它的特点是稳定性好，但容量相对较小。
5. 钛酸锂：钛酸锂是一种高温稳定性好的正极材料，具有较低的电压和较长的循环寿命。
它的特点是安全性好，但容量较低。
正极材料的选择取决于电池的应用领域和需求。
不同的正极材料具有不同的特点和优势，可以根据具体情况进行选择和使用。
二、负极材料负极材料是锂电池中的另一个重要组成部分，主要负责锂离子的嵌入和脱嵌。
目前常用的负极材料有石墨和硅基材料。
1. 石墨：石墨是一种传统的负极材料，具有良好的循环寿命和稳定性。
它的特点是价格低廉，容量相对较小，但安全性较好。
2. 硅基材料：硅基材料是一种新型的负极材料，具有较高的容量和能量密度。
它的特点是容量大，但循环寿命相对较短，并且存在体积膨胀的问题。
负极材料的选择也需要根据具体需求进行。
石墨是目前应用最广泛的负极材料，但硅基材料作为一种新兴材料具有很大的潜力，正在逐渐得到应用和改进。
总结起来，锂电池的正极材料和负极材料是影响电池性能的关键因素。
详解锂电池的正极材料和负极材料
详解锂电池的正极材料和负极材料目录1.正极材料 (1)2.负极材料 (1)锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标，所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位，正极材料占有较大比例(正负极材料的质量比为因为正极材料的性能直接影响着锂电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。
1.正极材料锂电池的正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，其性能直接影响到电池的能量密度、充放电性能、循环寿命等关键参数。
常见的正极材料有：1.钻酸锂(1iCOO2)：钻酸锂是第一代商用锂离子电池的正极材料，具有较高的工作电压和良好的循环稳定性。
但钻资源有限，价格较高，且热稳定性较差。
2.镒酸锂(1iMn2O4)：镒酸锂是一种低成本、高安全性的正极材料，尤其适合用于大容量锂离子电池。
但其循环性能和高温性能相对较差，且在高温下容易出现镒溶解现象。
3.银酸锂(1iNiO2)：银酸锂具有高能量密度、良好的循环性能和热稳定性,但存在锂离子溶解问题，可能导致电池内部短路。
4.磷酸铁锂(1iFePO4)：磷酸铁锂是一种新型正极材料，具有高安全性、长寿命、高热稳定性等优点。
但其能量密度相对较低，限制了其在高功率应用领域的应用。
5.钛酸锂(1i√∏5O12):钛酸锂具有高热稳定性、快速充放电性能和高安全性，尤其适用于电动汽车和储能系统。
但其能量密度相对较低。
2.负极材料负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。
负极材料是锂离子电池储存锂的主体，使锂离子在充放电过程中嵌入与脱出。
锂离子电池充电时，正极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向负极运动与电子合成锂原子。
放电时，锂原子从石墨晶体内负极表面电离成锂离子和电子，并在正极处合成锂原子。
负极材料重要影响锂离子电池的首次效率、循环性能等，负极材料的性能也直接影响锂离子电池的性能，负极材料占锂离子电池总成本15%左右。
锂离子电池正极材料的优缺点
锂离子电池正极材料的优缺点锂离子电池是一种常用的电池类型，其正极材料是锂离子电池中的重要组成部分。
正极材料的性能直接影响着锂离子电池的容量、循环寿命和安全性。
本文将从优缺点两方面来探讨锂离子电池正极材料。
一、优点1. 高能量密度：锂离子电池正极材料具有较高的能量密度，能够存储更多的电荷。
这使得锂离子电池在相同体积和重量下能够提供更多的电能，满足了现代电子设备对电池续航能力的要求。
2. 高电压平台：锂离子电池正极材料的电压平台相对较高，一般可达到3.6V-4.2V。
这意味着锂离子电池能够提供更高的电压输出，满足高性能电子设备对电压稳定性的要求。
3. 长循环寿命：锂离子电池正极材料具有较好的循环稳定性，能够经受多次的充放电循环而不损失容量。
这使得锂离子电池适用于需要长时间使用和频繁充放电的应用领域，如电动车、移动通信设备等。
4. 低自放电率：锂离子电池正极材料具有较低的自放电率，即在不使用时电池的电荷保持较稳定。
这意味着即使长时间不使用，锂离子电池也能够保持较长的储存时间，不会出现电荷损失的情况。
二、缺点1. 安全性问题：锂离子电池正极材料在过充、过放、高温等情况下容易引发热失控、着火甚至爆炸。
这是由于锂离子电池正极材料中的锂金属在异常情况下与电解液发生剧烈反应导致的。
因此，锂离子电池需要采取一系列的安全措施来防范潜在的安全风险。
2. 资源稀缺：锂离子电池正极材料中的锂资源相对稀缺，其开采和提纯过程对环境造成一定的影响。
另外，锂资源的地理分布不均匀，导致锂离子电池正极材料的供应存在一定的不确定性。
3. 低温性能：锂离子电池正极材料在低温环境下电荷传输速率较慢，导致电池性能下降。
低温环境下电池的放电容量和循环寿命都会受到一定程度的影响，限制了锂离子电池在极寒地区的应用。
4. 自燃问题：锂离子电池正极材料中的锂金属在与空气接触时会发生自燃反应。
因此，在电池的制造、储存和运输过程中需要严格控制锂金属的暴露，以避免发生火灾和安全事故。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
锂离子电池电极材料综述一、引言从上世世纪70年代起锂离子电池的研究至第一个可充式锂-二硫化钼电池于1979年研究成功，再到1991年SONY公司首次推出商品化锂离子电池产品算起，锂离子电池的发展至今已有30多年的时间。
锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正负极的二次电池，实际上是一个锂离子浓差电池，正负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。
与其它蓄电池相比，锂离子电池具有开路电压高、循环寿命长、能量密度高、安全性能高、自放电率低、无记忆效应、对环境友好等优点。
目前，锂离子电池已经被广泛应用于移动通讯、便携式笔记本电脑、摄像机、便携式仪器仪表等领域。
随着这些电器的高能化，轻量化，对锂离子电池的需求也越来越迫切。
同时被看作是未来电动汽车动力电源的重要候选者之一，并在空间技术、国防工业等大功率电源方面展示出广阔的应用前景二、工作原理锂离子电池通常正极采用锂化合物，负极采用锂－碳层间化合物。
电介质为锂盐的有机电解液。
充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，正极处于贫锂态，同时电子的补偿从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡。
放电时， Li+从负极脱嵌经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。
在正常充放电过程中， Li+在层状结构的碳材料和层状结构的金属氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起层面间距变化，不破坏晶体结构。
三、电极材料（1）电极材料的性能要求简单来说，电池主要包括正极、负极、电解质与隔膜四个部分。
正极材料通常是一种嵌入化合物，在外电场作用下化合物中的锂可逆的嵌入和嵌出；负极材料一般是层状结构的碳材料。
锂离子电池正极材料在改善电池容量方而起着非常重要的作用。
理想的正极材料应具备以下品质：点位高、比能量大、电池充放电速率快、充放电循环寿命长、密度（包括重量能量密度和体积能量密度）大、导电率高、无环境污染、成本低、易制成电极和低温性能好等。
选取负极材料的依据是锂在其中可逆容量、反应电位、扩散速率等。
理想的负极材料应具有电位低、比能量大、电池充放电速率快、充放电循环寿命长、密度（包括重量能量密度和体积能量密度）大、导电率高和低温性能好等优良品质。
为了提高电极材料的电化学性能，我们需要对其修饰改进，处理方法不同得到的电极材料的电化学性能也不相同，碳包覆、金属掺杂等多种手段都被用于电极材料电化学性能的改进。
（2）正极材料在所要求的充放电电位范围内，正极材料应具有与电解质溶液良好的电化学相容性，温和的电极过程动力学和高度的可逆性。
根据材料中阴离子的种类，正极材料可以分为氧化物、聚阴离子化合物、硫化物和氟化物。
氧化物正极材料一般都含有锂，而第二阳离子通常为第一过渡金属系元素，如V、Mn、Co、Ni等。
根据材料的结构，氧化物材料又可以分为层状与尖晶石结构两大类。
下面介绍几种常见的正极材料。
1. LiCoO2LiCoO2是目前商品化锂离子电池中最常用的正极材料。
在可逆性、放电容量、充电效率、电压的稳定性等各方面综合性能最好。
LiCoO2的合成条件比较宽松，制备工艺简单，能采用多种方法合成，目前常用固相合成法，原料通常采用Li2CO3和Co3O4。
尽管LiCoO2的理论可逆容量可达到274mAh/g，但由于在充放电过程中，Li+的反复嵌入与脱出会造成LiCoO2的结构在多次收缩和膨胀后发生从三方晶系到单斜晶系的相变，同时还会导致LiCoO2发生粒间松动而脱落，使内阻增大，容量减小。
实际使用时，只有部分锂能够可逆地嵌入和脱出，Li1-xCoO2的容量一般被限制在120-150mAh/g左右，x=0.5时，相当于 140 mAh/g的容量。
过充电将导致容量衰减和极化电压增大，使其循环性能大大降低。
且由于钴属于战备物资，资源有限，价格较贵，且对环境有污染，不利于锂离子电池的推广应用。
因此，开发廉价的、新的锂离子电池正极材料一直是人们的研究目标。
LiFePO4是一种橄榄石型的化合物，属于正交晶系，O2－采取微变形的六方密堆积方式，四面体位由P5+占据，形成(PO43－聚阴离子，Li和Fe占据交替的a-c面上的八面体空隙，形成一个具有二维锂离子嵌脱通道的三维框架结构。
由于LiFePO4结构稳定，材料本身具有良好的循环性能和热稳定性，自1997年Goodenough等首次提出具有橄榄石结构的聚阴型锂离子材料LiFePO4可以做为锂离子电池正极材料到现在LiFePO4已成为电动汽车等的理想电极材料之一，得到广泛的关注。
LiFePO4的理论放电容量170mAh/g，小电流下实际放电容量约150 mAh/g，电位平台为3.5Ｖ。
但传统的LiFePO4的缺点主要有俩方面，一是电子电导率低，二是锂离子迁移速率低。
这严重影响了LiFePO4容量的发挥，目前主要通过改进材料的制备方法和对材料表面进行包覆的手段来制备新的LiFePO4以改变其电化学性能。
LiFePO4的制备方法有:高温固相合成法、微波合成法、水热合成、液相反应共沉淀制备法、有机碳裂解还原制备法等。
每种方法制备的LiFePO4无论从形貌还是性能上都各不相同，但是比纯相的LiFePO4有了很大改进。
由于LiFePO4优良的电化学性能，较低的成本以及优异的环境友好性，LiFePO4已成为国内外关注与研发的重点。
2. LiNiO2LiNiO2 和LiCoO2一样是层状结构，而且是目前研究的各种正极材料中实际放电容量较高的，理论可逆容量为275mAh/g，实际容量高达190～210mAh/g，工作电压范围为2.5～4.1V。
但LiNiO2 的合成比LiCoO2 困难，其主要原因是在高温条件下化学计量比的LiNiO2 容易分解，LiNiO2 的合成需在氧气氛中进行，条件苛刻，且热稳定性较差。
为了提高LiNiO2的热稳定性和耐过充电性能，可以使用掺杂的方法进行改性，常用的掺杂金属有Co、Mn、Ti、Al和碱土金属Mg、Ga、Sr等。
例如掺入Mn可改善LiNiO2的热稳定性，因此，同时掺入多种元素将是LiNiO2改性的发展方向。
由于锰价格低廉，来源丰富且环境相容性好，有可能实现锂传输的全部容量(LiCoO2只能达到一半容量，是很有发展潜力的正极材料，因此一直倍受人们的关注。
但层状LiMnO2用作锂离子电池正极材料虽然比容量较大( 160^200 mAh/g，2.4^4.6 V，安全性好，主要的问题是循环性能较差，在循环过程中容易向尖晶石型结构转变。
尤其是在高温条件下充放电过程中不可逆相变的发生导致析氧放热的发生，造成其安全性能差，因此制约了该材料的实用化。
5.复合氧化物复合氧化物种类繁多，各有特长，其中以Co、Mn、Ni三元复合物最为引人关注，LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为层状三元化合物，与LiCoO2结构基本相同，这种材料融合了钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂的优势，具有放电比容量高达160mAh/g,热稳定性优于LiCoO2，循环性能好，价格相对较低，近几年得到了较快的发展，并得到较广泛的应用。
总的来说，锂离子电池性能的进一步提高，主要依赖于电池材料的改进及电池工艺的革新。
其中瓶颈所在就是正极材料的性能。
因此，对正极材料进一步研究和开发势在必行（3）负极材料锂离子电池的负极材料主要作为储锂的主体，从锂离子电池的发展来说，负极材料的研究对锂离子电池的出现起着决定性作用。
正是由于碳负极材料的出现才解决了金属锂电极的安全问题，从而促进了锂离子电池的应用。
目前锂离子二次电池的负极材料主要有两大类：碳负极材料和非碳(金属氧化物材料。
1.碳材料碳材料对锂的电位比较低，一般小于1V，是较理想的负极材料，也是人们探索研究最多的一种材料，目前己商业化的锂离子电池所用的负极材料几乎均是碳材料。
锂电池中具实用价值和应用前景的碳主要有三种：(1高度石墨化的碳；(2软碳和硬碳；(3碳纳米材料。
目前，对嵌锂石墨作负极的研究主要焦点是：一是石墨与电解质的相容性比较差，充放电过程中容易发生石墨的层状剥落，导致循环性能变差；二是石墨结构与电化学性能的关系。
石墨的结晶程度、微观组织、堆积形式、颗粒大小及分布、纯度等都对嵌锂容量有影响。
而软碳是由石油沥青在1000C左右热处理，使其脱氧、脱氢而成。
这类碳材料中存在一定杂质，难以制备高纯碳，但资源丰富，价格低廉。
用石油焦作负极组装的锂离子电池负极容量可达到186mAh/g，对电解液不敏感，不会造成电解液的分解，锂与电解液在石墨表面形成的钝化层不易分解，过充、过放性能好。
但对锂电位较高，在 1V 左右，造成电池的端电压较低，限制了电池容量和能量密度。
硬碳是各种高分子有机物的热解碳，这类材料己有超过1000mAh/g 储锂容量。
但是高的储锂容量并不意味着高的可逆容量，许多热解碳材料的不可逆容量很高，除了电极液分解形成钝化膜外，硬碳材料表面的各种活性基团如氢氧基，以及其吸附的水分也是形成不可逆容量的主要原因。
1991年日本NEC的Iijima用真空电弧蒸发石墨电极时，发现了具有纳米尺寸的碳多层管状物—纳米碳管，引起了人们广泛的兴趣和深入研究。
纳米碳管具有尺寸小、机械强度高、比表面大、电导率高和界面效应强等特点。
近年未，已把碳纳米管用于锂离子电池中作为负极材料。
研究表明，碳纳米管在较大电流密度下充放电比一般碳材料具有更高的放电容量和良好的嵌锂稳定性2.非碳材料目前碳是锂离子二次电池较好的负极材料，但缺点是比容量低，在有机电解液中会形成钝化层，引起初始容量损失，存在明显的电压滞后现象，并且碳电极的性能受制备工艺的影响较大。
因此在研究碳负极材料的同时，人们也在寻找新型非碳负极材料，如SnO、WO2、MoO2、VO2、Li4Ti5O12、Li4Mn5O12等金属氧化物。
这些材料大部分都具有比碳材料更高的比容量，但本身也还存在循环性能差等缺陷。
3.合金材料与碳材料相比，合金类负极材料一般具有较高的比容量，其理论容量可以达到1000 mAh/g以上。
但是目前所面临的主要问题是循环过程中锂离子的嵌入脱出容易引起材料大的体积变化，导致电极材料的粉化和接触电阻的增大，造成可逆容量的损失，甚至会失去可逆储锂作用，因此在锂离子电池中很难实际应用。
因此，开发出具有高比容量、长寿命、低成本、安全可靠的新型实用负极材料，将是今后锂离子电池负极材料研究的主要方向。
4.C/Si复合材料在过去的几年中，基于单质硅的具有有特殊结构的纳米材料以及碳硅复合材料被证明可以很好地改进硅负极的循环性能，因此，制备具有一定孔隙的碳硅复合材料，可以有效地缓解循环过程中电极的体积膨胀，防止活性物质从电极上脱落。
5.氮化物对于氮化物的研究源于Li3N具有较高的离子导电性，锂离子更容易迁移，与过渡金属元素作用形成氮化物后可逆容量显著提高。
虽然氮化物循化性能较好，但其平均氮化物放电电压比石墨高，合成条件苛刻，使用化有一定难度。