商品化锂离子电池的碳负极材料

碳材料仍然是迄今为止唯一一类用于商品化锂离子电池的负极材料。早期的锂离子电池采用焦炭作为负极，比容量仅为180～200mAh·g。现有商品化锂离子电池大多采用石墨、中间相碳微球、硬碳为负极，比容量可达300～350mAh·g。采用碳材料为负极，其性能缺陷主要体现在以下两个方面：①由于受LiC5化学组成的限制，其理论比容量仅为372mAh·g-1和800mAh·cm，制约了锂离子电池比能量的进一步提高；②由于嵌锂电势主要集中在100～OmV(vs．Li／Li+)范围内，非常接近于金属锂的沉积电势，实际应用中往往容易出现金属锂枝晶在碳表面的生长，从而给电池带来严重的安全隐患。正因为如此，近年来人们一直在试图发展高比容量及高安全性能的非碳类嵌锂负极材料。其中锡类及硅类材料是研究的热点。