鋰離子電池是什么常用的正負極材料？

鋰電池常用的正極材料有錳酸鋰，鈷酸鋰，磷酸鐵鋰以及三元材料等，常用的負極材料包括碳材料及硅基材料等。

離子電池在使用的過程中，能夠進行二次充電，屬于一種二次可充電電池，主要工作原理為鋰離子在正負極之間的反復移動，無論電池的形狀要怎么樣，其主要組成部分都為電解液、正極片、負極片以及隔膜。目前，國際上鋰電池的加工地主要聚集在中國、日本和韓國，主要的鋰離子使用市場為手機和電腦及汽車。

隨著鋰電池的不斷發展，使用范疇也在逐漸的張大，其在正極材料的使用方面已經由單一化向多元化的方向轉變，其中包括：橄欖石型磷酸亞鐵鋰、層狀鈷酸鋰、尖晶石型錳酸鋰等等，實現多種材料的并存。

從技術發展方面能夠看出，在日后的發展中還會萌生更多新型的正極材料。對于動力電池的正極材料來說，其在成本費用、安全性能、循環能力以及能量密度等多個方面都具有較為嚴格的要求。

在使用材料范疇中，由于鈷酸鋰的費用較高、安全性較低，因此在詳盡的使用中通常適用于一般消費類電池，難以符合動力電池的相關要求。而上述列舉的其他材料均已在目前的動力電池中得到了充足的利用。

在鋰電池材料中，負極材料屬于緊要的組成部分，能夠對整體電池的性能萌生較大影響。目前，負極材料主要被劃分為兩個類別，一種為商業化使用的碳材料，例如天然石墨、軟碳等，另一類為正處于研發狀態，但是將來方向一片大好的非碳負極材料，例如硅基材料、合金材料、錫金材料等等。

碳負極材料

此種類型的材料無論是能量密度、循環能力，還是成本投入等方面，其都處于表現均衡的負極材料，同時也是促使鋰電池誕生的主要材料，碳材料可以被劃分為兩大類別，即石墨化碳材料以及硬碳。其中，前者主要包括人造石墨以及天然石墨。

人造石墨的形成過程為：在2500℃以上的溫度中，將軟碳材料進行石墨化解決之后得到，MCMB屬于人造石墨中比較常用的一種，其結構為球形，表面質地較為光滑，直徑約莫為5-40μm。由于受其表面光滑程度影響，使電極表面以及電解液之間發生反應的幾率降低，進而降低了不可逆容量。同時，球形結構能夠方便鋰離子在任何方向進行嵌入和脫出活動，對保障結構穩定具有較大的促使作用。

天然石墨也具有諸多優點，其結晶度較高、可嵌入的位置較多，并且價格較低，是較為理想的鋰電池材料。但其也存在一定的弊端，例如在與電解液反應時，相容性較差，在進行粉碎時表面存在諸多缺陷等，這都將對其充電或放電的性能萌生較大的不利影響。

此外，硬碳的形成過程為：在2500℃的狀態下，難以實行石墨化的碳材料，其主要為高分子化合物的熱解碳，通過高倍顯微鏡能夠看出，其是由許多納米小球堆積而成，整體呈現出花團簇狀。在其表面具有大量納米孔的無定形區域，在容量方面遠遠超過石墨的標準容量，進而對循環能力萌生較大的不利影響。

硅負極材料

由于硅物質的儲存量較為豐富，且價格較為低廉，因此將其作為新型負極材料使用到鋰電池中十分理想。但是，由于硅屬于半導體，電導率較差，并且在嵌入的過程中將會使體積膨脹成以往的數倍，最高膨脹度能夠達到370%，這將導致活性硅粉化和脫落，難以與電子進行充足的接觸，進而使得容量迅速縮減。

要想使硅在鋰電池材料中得到良好的使用，使其在充電或者放電的過程中，能夠對其體積進行有效的控制，進而使其容量和循環能力得到極大的保障，可以采用以下幾種方式來實現，第一，使用納米尺寸的硅。第二，將硅與非活性基體、活性基體、粘接劑相結合。第三，利用硅薄膜，其已經被視為是下一代最為適用的商用負極材料。

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