关于锂离子电池的负极材料的种类以及发展趋势分析

随着社会的快速发展，我们的锂离子电池也在快速发展，那么你知道锂离子电池的负极材料的详细资料解析吗?

锂离子电池的负极是通过将负极活性物质碳材料或非碳材料，粘合剂和添加剂混合制成糊状胶而制成的，糊状胶均匀地涂在铜箔的两面上，干燥并压延。负电极材料是锂离子电池的主体，用于存储锂，从而允许锂离子在充电和放电过程中插入和取出。当对锂电池充电时，正极中的锂原子被离子化为锂离子和电子，并且锂离子移动至负极以与电子合成锂原子。在放电期间，锂原子从石墨晶体中的负极表面离子化为锂离子和电子，并且锂原子在正极处合成。

负极材料在电池充电过程中是锂离子和电子的载体，并起着能量储存和释放的作用。在电池成本中，负极材料约占5%-15%，这是锂离子电池的重要原材料之一。

负极材料主要影响锂电池的第一效率和循环性能。负极材料的性能也直接影响锂电池的性能。负极材料约占锂电池总成本的5%至15%。阳极材料的类型包括碳基阳极和非碳阳极。从技术角度来看，未来锂离子电池的负极材料将表现出多种特性。随着技术的进步，目前的锂离子电池负极材料已经从单一的人造石墨发展为天然石墨，中间相碳微球，人造石墨，软碳/硬碳，无定形碳，钛酸锂，硅。各种阳极材料，例如碳合金。

锂电池负极材料的全球销量约为10万吨，主要销往中国和日本。根据当前新能源汽车的增长趋势，对阳极材料的需求将继续增长。目前，世界锂电池负极材料仍以天然/人造石墨为主，新型负极材料如中碳微球(MCMB)，钛酸锂，硅基负极，HC / SC和锂金属也在迅速增长。

当前主要使用的负极材料是天然石墨和人造石墨，其中天然石墨主要用于3C领域，而人造石墨主要用于电力领域。传统石墨材料的能量密度上限为372 mAh / g，与当前阴极材料的能量密度相比具有相当大的余量。尽管价格高昂或技术不成熟，但受制于未来能量密度和高速率放电的要求，尽管中间相碳微球(MCMB)，钛酸锂和硅基负载材料等高端阳极材料仍然受到人们的欢迎。逐渐进入对性能有更高要求的市场。全面，高级的电池负极材料应用。

石墨具有电导率高，锂离子扩散系数大，锂插入前后体积变化小，锂插入容量高，锂插入电位低的优点，已成为当前主流的商业锂离子负极材料。然而，由于石墨自身结构特征的制约，石墨负极材料的发展也遇到了瓶颈。如果容量已达到极限，则无法满足大型动力锂电池所需的连续大电流放电能力。因此，工业开始集中于石墨材料。

石墨具有许多优良的性能，因此广泛用于冶金，机械，电气，化工，纺织，国防和其他工业部门，例如石墨模具，石墨电极，石墨耐火材料，石墨润滑材料，石墨密封材料等。我国是世界上石墨储量最丰富的国家，也是最大的生产国和出口国。它在世界石墨行业中占有重要地位。根据国土资源部的统计，我国拥有结晶石墨储量3085万吨，基础储量5280万吨。隐晶石墨储量为1358万吨，基本储量为2371万吨。中国的石墨储量占世界的70%以上。

硅是一种半导体材料，其自身的电导率很低。在电化学循环中，锂离子的插入和提取将使材料的体积膨胀和收缩300%以上。机械力将逐渐粉碎材料，导致结构崩溃，并最终导致电极活性材料和集电器。拆卸，失去电接触，导致电池循环性能大大降低。与传统的石墨阳极相比，硅具有极高的理论比容量和较低的脱锂电势，并且硅的电压平台略高于石墨。充电过程中难以在表面上引起锂，并且具有更好的安全性能。

硅的电压平台比石墨高了一点，这样的好处就是充电时候析锂的可能性不大，安全性能上，较石墨有很大的优势。从硅的来源来看，硅是地壳中丰度最高的元素之一，来源广泛，价格便宜。以上就是锂离子电池的负极材料的有关知识的详细解析，需要大家不断在实际中积累经验，这样才能设计出更好的产品，为我们的社会更好地发展。