鋰離子負(fù)極材料的要求及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用中通常滿足以下條件：嵌鋰電位低且穩(wěn)定，以保證較高的輸出電壓；可以可逆脫嵌更多的鋰離子，比容量更高；充放電過程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，循

鋰離子負(fù)極材料的要求及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？

負(fù)極材料作為鋰離子電池的核心部件，在應(yīng)用中通常滿足以下條件：嵌鋰電位低且穩(wěn)定，以保證較高的輸出電壓；

可以可逆脫嵌更多的鋰離子，比容量更高；

充放電過程中結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，循環(huán)壽命長；

高電子電導(dǎo)率、離子電導(dǎo)率和低電荷轉(zhuǎn)移電阻，保證電壓極化小，倍率性能好；

能與電解質(zhì)形成穩(wěn)定的固體電解質(zhì)膜，保證較高的庫侖效率；

制備工藝簡單，易于工業(yè)化，價(jià)格低廉；

綠色環(huán)保，在材料的生產(chǎn)和實(shí)際使用過程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染；

資源豐富等。

30多年來，雖然不斷有新的鋰離子電池負(fù)極材料被報(bào)道，但能商業(yè)化的卻寥寥無幾。很重要的原因是很少有資料能考慮到上述情況。如金屬氧化物、硫化物、氮化物等以轉(zhuǎn)化反應(yīng)為機(jī)理的材料雖然比容量高，但平臺(tái)電位高、極化嚴(yán)重、體積變化大、嵌鋰時(shí)難以形成穩(wěn)定的SEI、成本高等問題使其無法實(shí)際應(yīng)用。

石墨已經(jīng)被廣泛使用，因?yàn)樗紤]到了上述條件。此外，Li4Ti5O12雖然容量低，嵌鋰電位高，但在充放電過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，允許高倍率充放電，因此在動(dòng)力鋰電池和大規(guī)模儲(chǔ)能方面有一定的應(yīng)用。

負(fù)極的生產(chǎn)只是整個(gè)電池制造過程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于電池企業(yè)判斷材料的優(yōu)劣。此外，物料在生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中，不可避免地會(huì)受到人、機(jī)、料、環(huán)境、試驗(yàn)條件等因素的影響。只有將它們的理化參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，才能真正保證它們的可靠性。

一般來說，負(fù)極材料的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)有：晶體結(jié)構(gòu)、粒度分布、振實(shí)密度、比表面積、pH值、含水量、主元素含量、雜質(zhì)元素含量、首次放電比容量、首次充放電效率等。

鋰離子負(fù)極材料的研究意義？

電極作為鋰離子電池的核心部件，決定著鋰離子電池的性能，而負(fù)極材料在鋰離子電池中起著至關(guān)重要的作用。

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的普及程度達(dá)到了歷史最高水平。作為重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，電動(dòng)汽車的發(fā)展促進(jìn)了電池性能的提高，對(duì)電池提出了更高的要求，包括能量密度的提高和循環(huán)壽命的延長。目前，負(fù)極材料的研究主要集中在新型碳材料、硅基材料、錫基材料及其氧化物負(fù)極材料。

未來鋰離子電池的發(fā)展方向應(yīng)該是能量密度高、安全性能好、循環(huán)壽命長、環(huán)保、成本低?，F(xiàn)有的鋰離子電池大多不具備高比容量、高充電效率、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)，實(shí)際容量與理論容量相差甚遠(yuǎn)。因此，迫切需要技術(shù)上的創(chuàng)新，研發(fā)性能優(yōu)異的新型鋰離子電池電極材料是科研人員需要重點(diǎn)關(guān)注的方向。