常見的鋰離子電池負極材料有哪些?

　　負極材料是鋰離子電池的重要原材料之一，對于鋰離子電池的能量密度、循環性能、充放電倍率以及低溫放電性能具有較大影響。負極材料在鋰離子電池成本中占比15%。鋰電池負極材料主要分為碳材料和非碳材料，下面介紹下幾類主要材料的特性。

　　1、天然石墨

　　天然石墨一般采用天然鱗片石墨為原料，經過改性處理制成球形天然石墨使用。天然石墨雖然應用廣泛，但存在幾個缺點：

　?、俦砻嫒毕荻?，首次效率較低

　?、谔烊皇哂袕娏业母黜棶愋?，鋰離子僅能從端面嵌入，倍率性能差一些

　　2、人造石墨

　　人造石墨一般采用致密的石油膠或真狀膠作為前驅體制成，避免了天然石墨的表面缺陷，但仍存在因晶體各項異性導致倍率性能差、低溫性能差、充電易吸離等問題。石墨化中間相炭微球的優點是本身具有球狀結構，堆積密度大，具有層狀分子平行排列結構，有利于鋰離子的嵌入和拖欠，比表面積小，減少充電時電解液在其表面生成 SEI 膜等負反應引起的不可逆容量損失，提高首次庫輪效率。缺點是電極電位過低，大電流充放電易形成鋰枝晶，沉積在電極表面，刺破隔膜，造成電池短路，引起安全問題。

　　3、軟碳

　　軟碳又稱為易石墨化碳材料。軟碳首次充放電時不可逆容量較高，輸出電壓較低，無明顯的充放電平臺，因此一般不獨立作為負極材料使用，通常作為負級材料包覆物或者組分使用。

　　4、硬碳

　　硬碳，又稱難石墨化碳材料，硬碳具有極好的充放電性能，正成為負極材料新的研究熱點。但是硬碳首次不可逆容量很高，電壓平臺之后壓實密度低，容易產氣，也是其不可忽視的缺點。

　　5、鈦酸鋰

　　鈦酸鋰材料充放電時鋰離子的嵌入脫出對其晶型結構幾乎不產生影響，避免了充放電過程中材料伸縮導致的結構變化，從而具有極高的電化學穩定性和循環壽命。鈦酸鋰首次效率高，低溫充電性能優異，可零下 40 攝氏度充電，但是因為克容量低，電壓平臺低，導致電池比能量低。

　　6、硅基負極材料

　　優勢：硅在自然界儲量豐富，成本相對較低，對環境友好

　　不足：脫嵌鋰過程中體積變化引起的電極粉化、剝落等問題，導致電池性能急劇下降，循環穩定性差，形成的 SEI 膜不穩定，容易脫落，造成庫侖效率較低。

　　7、錫基材料

　　錫基材料由于其在嵌脫里時發生相變和合金反應，產生巨大的體積膨脹效應，材料粉碎結構受到破壞，容量急劇衰退，其循環性能差，因而其倍率性能也比較差。

　　8、合金材料

　　合金材料具有較高的比容量和能量密度，可以實現更高的電池能量儲存。合金材料在充放電過程中可以通過合金化反應機制儲鈉，但存在一定的結構和穩定性問題。目前，研究人員正在尋找解決合金材料結構和穩定性問題的方法，以實現其在電池中的大規模應用。

　　以上就是常見的鋰離子電池負極材料有哪些的介紹,鋰離子電池負極材料的研究和應用發展迅速，碳負極材料特別是石墨材料仍將是負極材料的首選和主流。同時，非碳負極材料如硅基材料、合金材料和錫基材料等具有較高的比容量和能量密度，是下一代鋰離子電池負極材料的研究熱點。未來，隨著技術的進步和研究的深入，鋰離子電池負極材料將呈現出多樣化和高性能化的特點。