关于锂离子动力电池负极材料的分析

作为电池的主材之一，负极材料的重要性，想必就不需要强调了。今天主要想给大家介绍一些常用的负极材料，以及一些展望吧!

概述

负极材料，是电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中，负极材料约占了5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一。

全球锂电池负极材料销量约十余万吨，产地主要为中国和日本，根据现阶段新能源汽车增长趋势，对负极材料的需求也将呈现一个持续增长的状态。目前，全球锂电池负极材料仍然以天然/人造石墨为主，新型负极材料如中间相炭微球(MCMB)、钛酸锂、硅基负极、HC/SC、金属锂也在快速增长中。

作为锂离子嵌入的载体，负极材料需满足以下要求：

锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输入电压高;

在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量;

在插入/脱嵌过程中，负极主体结构没有或很少发生变化;

氧化还原电位随Li的插入脱出变化应该尽可能少，这样电池的电压不会发生显著变化，可保持较平稳的充电和放电;

插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电流充放电;

主体材料具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI;

插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性，在形成SEI后不与电解质等发生反应;

锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电;

从实用角度而言，材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。

锂离子动力电池负极材料

1.锂离子电池负极材料未来将向着高容量、高能量密度、高倍率性能、高循环性能等方面发展。

2.现阶段锂离子动力电池负极材料基本上都是石墨类碳负极材料，对石墨类碳负极材料进行表面包覆改性，增加与电解液的相容性、减少不可逆容量、增加倍率性能也是当下提升的一个重点。

3.负极材料钛酸锂，对其进行掺杂，提高电子、离子传导率是作为现阶段一个重要的改进方向。

4.硬碳、软碳、合金等负极材料，虽然由较高的容量，但是循环稳定性问题还在困扰着我们，对其的改性研究仍在探索改善中，由于市场对高能量密度电芯的需求加速，可能会催促该类材料的研发和应用。

5.锂金属负极，虽然具有很高的能量密度，但是其存在的固有的锂枝晶等安全问题尚无行之有效的解决办法，其大规模的实际应用尚需时日。