锂离子电池有什么组成部分

一、在负极材料部分，锂离子电池的负极材料重要是：

A、石墨系碳（graphite）

a、天然石墨

b、人工石墨

c、类石墨（如MCMB,MesoCarbonMicroBeads）

B、非石墨碳材（如焦碳系，coke）

由于石墨系的重量能量密度较高且材料结构具较高的规则性，所以第一次放电的不可逆电容量会较低，另外石墨系负极材料具有平稳工作电压用途，对电子产品的使用和充电器的设计较具优势。而另一种类的焦炭系与碳黑系﹝carbonblack﹞的负极材料在第一次充放电反应的不可逆电容量很高，此材料可以在较高的C-rate下作充放电，放电曲线较斜，有利于使用电压监控电池容量的消耗。

石墨为层状结构，由碳网平面沿C轴堆积而成，层间距为3.36A。平面碳层由碳原子呈六角形排列并向二维方向延伸，碳层间以弱的范德华力结合，锂嵌在碳层之间

石墨的实际比容量为320340mAh/g。平均嵌锂电位约为0.1V（VSLi+/Li），第一周充放电效率约为8284%，迴圈性能好，且价格低廉（＜10元/Kg）。

★石墨类的製备:

①中间相碳微球（MesophaseCarbonMicroBeads,MCMB）是用煤焦油沥青、石油重质油等在350500℃温度下加热并经分离、洗涤、乾燥和分级等过程制得的平均粒径6-10微米的碳微球，然后于28000C下进行石墨化热处理制得的碳材料。其外形呈球形，晶体结构同石墨基本一致。

MCMB的实际比容量约为310330mAh/g，平均嵌锂电位约为0.15V（VSLi+/Li），第一周充放电效率约为88%90%，迴圈性及大电流性能好，是目前为止最为理想的负极材料，但价格昂贵（约300元/Kg）

②气相成长碳纤（Vapor-GrownCarbonFiber,VGCF）是以碳氢化合物经化学蒸镀（CVD）反应，再用不同温度经热处理而成

★非石墨类的製备:

①可石墨化碳类----软碳:重要为焦碳﹝Coke﹞类，可由沥青或煤渣而来。

②不可石墨化类----硬碳（最具发展潜力）。硬碳不易石墨化。是一种与石墨不同的近似非晶结构的碳材料，晶体尺寸较小，通常在几个纳米以下，呈无规则排列，有细微空隙存在，是利用高分子先驱物（polymerprecursor），在不同温度下经热解所形成的无次序碳材而得到。其重要特点：嵌锂容量高，一般可达600mAh/g以上。问题：

I.第一周充放电效率低，一般不超过60%。

II.迴圈性能差。

C、锡基金属间化合物及複合物、锡基複合氧化物

Sn与Li能可逆地形成组成为Li4.4Sn的合金，七十年代开始就引起了人们的广泛关注。由于Sn贮锂脱锂过程体积膨胀超过200%，极易引起电极粉化，导致迴圈性能迅速衰减。如何稳定材料结构，防止电极粉化是一直以来研究的重点。

近年来，人们发现将Sn均匀的分佈在对锂惰性的金属或化合物、複合物中，可较好地缓冲电极的膨胀，抑制电极粉化问题，从而获得比较好的迴圈性能。

D、过渡金属氮化物（LiMN，M=Co，Ni，Cu等）

Li2.6Co0.4N为层状结构，Li2N形成层面锂嵌入在层间，Co替代部分锂稳定结构。其具有非常高的嵌锂容量（约900mAh/g），较好的迴圈性能，较合理的嵌锂电位（平均嵌锂电位0.3V（VS.Li+/Li））