锂电池负极材料的分类，锂电池负极材料需满足哪些要求？

2022-12-08 16:54

锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，因此这种电池也被称为锂金属电池。与其他电池不同，锂电池具有高充电密度、长寿命和高单位成本等特点。

锂电池负极材料分为两大类：第一类是碳材料，包括石墨化碳材料和无定形碳材料：第二类是非碳材料，主要包括硅基材料、锡基材料、过渡金属氧化物、金属氮化物及其它合金负极材料等。

锂电池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。

作为锂离子嵌入的载体，负极材料需满足以下要求：

1、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；

2、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；

3、在插入/脱嵌过程中，负极主体结构没有或很少发生变化；

4、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着变化，可保持较平稳的充电和放电；

5、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；

6、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；

7、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；

8、锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电；

9、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。

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