锂离子电池负极材料的研究进展 |
3 结论
近年来对锂离子电池负极材料的实用化研究工作基本上围绕着如何提高质量比容量与体积比容量、首次充放电效率、循环性能及降低成本这几方面展开。石墨负极材料已成功商品化，但还有一些难以克服的弱点。这是因为碳负极在有机电解液中会形成钝化层(SEI层)，该层虽可传递电子和锂离子，但会引起初始容量的不可逆损失；而且碳电极的电位与金属锂的电位很接近，当电池过充电时，碳电极表面易析出金属锂，从而可能会形成锂枝晶而引起短路；其次，在高温下，碳负极上的保护层可能分解而导致电池着火；另外，碳电极的性能受制备工艺的影响很大。
鉴于以上情况，寻找性能更为良好的非碳负极材料仍是锂离子电池研究的重要课题。近年来，有很多研究者都报告了他们研究非碳负极材料所取得的成果，尤其在有关金属间化合物方面。他们的研究结果表明，金属基化合物相对于纯金属负极材料来说，比容量虽有少量的降低，但循环性能却有明显的改善。其原因是由于在活性金属中添加其它金属元素后，能显著地减少该金属负极在循环过程中的体积变化，并且引入的其它的惰性金属还可作为骨架材料承载部分成分。
就目前来说，金属化合物的锂化研究主要集中在Sn基金属间化合物。这是由于Sn能与L1反应形成多种不同的金属间化合物，而且它们的嵌锂容量都比较高，因而Sn基金属间化合物不但可达到好的循环性能，并且比容量也不会下降很多。Al也能形成多种金属间化合物，但目前研究相对较少。
[1]郭炳焜，徐微，王先友，等．锂离子电池．[M]．第1版． 长沙：中南大学出版社，2002．
[2] Idota Y，Kubate T，Matsufuji A，et al．Tin-based amorphous oxide：a high-capacity lithium ion storage material[J]．Sci- ence，1997,276:1395-1397． |
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