鋰電池緊要的負極材料有哪些？

鋰電池負極材料

鋰電池緊要負極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。鋰電池負極材料的能量密度是影響鋰電池能量密度的緊要因素之一。

1、碳納米管

碳納米管是一種石墨化結構的碳材料，自身具有優良的導電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化用途較小，可提高電池的大倍率充放電性能。

然而，碳納米管筆直作為鋰電池負極材料時，會存在不可逆容量高、電壓滯后及放電平臺不分明等問題。如Ng等采用簡單的過濾制備了單壁碳納米管，將其筆直作為負極材料，其首次放電容量為1700mAh/g，可逆容量僅為400mAh/g。

2、石墨烯

2004年英國Manchester大學研究者首次發現石墨烯材料，并獲得諾貝爾獎。石墨烯是一種由碳六元環形成的新型碳材料，具有很多優異的性能，如大比表面、高導熱系數、高電子導電性和良好的機械性能，被作為鋰電池材料而備受關注。

3、鈦酸鋰

尖晶石型鈦酸鋰被作為一種備受關注的負極材料，因具有如下優勢：

1)鈦酸鋰在脫嵌鋰前后幾乎零應變；

2)嵌鋰電位較高(1.55V)，戒備鋰枝晶出現，安全性較高；

3)具有很平坦的電壓平臺；

4)化學擴散系數和庫倫效率高。

4、硅基材料

硅作為鋰電池理想的負極材料，具有如下優勢：

1)硅可與鋰形成Li4.4Si合金，理論儲鋰比容量高達4200mAh/g(超過石墨比容量的10倍)；

2)硅的嵌鋰電位(0.5V)略高于石墨，在充電時難以形成鋰枝晶；

3)硅與電解液反應活性低，不會發生有機溶劑的共嵌入現象。

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