简述锂离子电池三元负极材料的种类

1、钛酸锂负极材料：钛酸锂作为零张力材料，使锂离子电池寿命大大延长，充放电循环可达数千次以上。例如传统的太阳能路灯用于储电的锂离子电池每两年就要更换一次，而用钛酸锂负极材料制成的锂离子电池使用寿命可达15年。

但是钛酸锂相关于比容量只有天然石墨等常规材料的一半，即单个电池为了达到相同的容量要比常规负极材料多使用一倍质量的负极材料。这会增大电池的质量和体积，在当前电池轻量化的背景下，钛酸锂的推广有一定局限性。

2、天然石墨负极材料：天然石墨导电性好，结晶度好，具有良好的层状结构，更适合Li+的嵌入和脱出，并且其矿藏资源丰富、价格低廉，因此成为当前锂离子电池重要的负极材料。

3、人造石墨负极材料：人造石墨种类繁多，生产工艺千差万别。广义上，一切通过有机物炭化再经石墨化高温处理后得到的石墨材料均可统称为人造石墨，如炭(石墨)纤维、热解炭(石墨)、泡沫石墨等。

而狭义上的人造石墨通常是指以杂质含量较低的炭质原料(石油焦、沥青焦等)为骨料、煤沥青等为粘结剂，经过配料、混捏、成型、炭化(工业上称为焙烧)和石墨化等工序制得的块状固体材料。其结构与理化性质与天然石墨相近，但在动力锂离子电池负极材料的使用中，人造石墨的规整度更好，相对储存锂离子的量更多，且循环性能优良，只是造价高。

4、硅基负极材料：硅在常温下可与锂合金化，生成Li15Si4相，理论比容量高达3572mAh/g，远高于商业化石墨理论比容量(372mAh/g)，在地壳元素中储量丰富(26.4%，第2位)，成本低、环境友好，因而硅负极材料一直备受科研人员关注，是*潜力的下一代锂离子电池负极材料之一。

然而，硅在充放电过程中存在严重的体积膨胀(约300%)，巨大的体积效应及较低的电导率限制了硅负极技术的商业化应用。为克服这些缺陷，研究者进行了大量的尝试，采用硅碳复合化技术，利用缓冲骨架补偿材料膨胀。