寿命;(2)充放电过程中,应有尽可能多的锂离子嵌入和脱出,使电极具有较高的电化学容量;(3)在锂离子进行脱嵌时,电极反应的自由能变化应较小,以使电池有较平稳的充放电电压,以利于锂离子电池的广泛应用:(4)锂离子应有较大的扩散系数,以减少极化造成的能量损耗,保证电池有较好的快充放电性能。(5)分子量小,提高重量能量密度;摩尔体积小,提高体积能量密度。1.1.5.1锂离子电池负极材料在锂离子电池的发展过程中,研究过的负极材料有3类:一是金属氧化物;二是金属硫化物;三是碳材料【16】,如天然石墨、石墨焦炭、热解炭、碳纤维等;四是过渡金属锂氮化物【I”.碳材料相对较好地满足了上述要求,且具有嵌锂电位低,来源丰富,价廉易得,无毒无污染的优点,因此具有层状结构的碳材料最终成为了首选的锂离子电池负极材料。碳材料依其来源及制备方法不同在结构、嵌锂容量、嵌锂机理上会有很大差别【l”。日本几家公司生产的电池采用的碳材料也各不相同,如索尼公司使用聚糠醛的碳化产物,三洋公司则使用天然石墨,松下公司使用中间相的沥青微球【191。从充放电容量、效率、寿命和制造成本等指标来看,其共同之处有刚:(1)碳材料中必须有足够的石墨或类石墨结构的微晶;(2)在首次充电时,应在其与电解质问的界面上形成一层均匀致密的固体电解质膜或称钝化膜(SEI)。这是影响碳材料电池性能的两个关键的因素,而这两个因素又是互相矛盾的,为解决这一矛盾,耳前常采用的方法有121】:(1)选用部分石墨化的碳材料;(2)用无定形类碳材料包覆在石墨类碳材料的表面(即制备具有核壳结构的碳材料);(3)在石墨类碳材料的表厩人工化学沉积钝化膜;(4)对石墨类碳材料进行掺杂。目前,商用的碳材料比容量一般为300~320mAh/g。可逆容量高达600mAh/g或更高(1000mAh/g)的天然石墨和人造石墨已有报道【221,但是容量高达600mAh/g6
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