鋰離子電池碳負極材料研究進展

1、鋰離子電池碳負極材料的研究進展趙永勝（河北工業(yè)大學化工學院應(yīng)用化學系，天津300130）摘要綜述了鋰離子電池碳負極材料中石墨化碳、無定形碳和碳納米材料近幾年的研究成果及發(fā)展方向，探討了該類材料目前存在的問題及解決辦法，對該類材料的發(fā)展趨勢進行了展望。關(guān)鍵詞鋰離子電池負極材料碳材料ResearchprogressofcarbonanodematerialsflithiumionbatteriesZhaoYongsheng（Departme

2、ntofAppliedChemistry，SchoolofChemicalEngineeringTechnology，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130）Abstract：Theresearchachievementsonthreemainaspectsinthefieldoflithiumionbatterycarbonanodematerialsinrecentyears.Graphi

3、tizedcarbonamphouscarboncarbonnanomaterialsaresummarized.Theproblemsinthesematerialsthefeasiblemethodstosolvetheproblemsarediscussed.Finallythedevelopingtrendoflithiumionbatterycarbonanodematerialsisprospected.Keywds：Lit

4、hiumionbatteries；anodematerials；carbonmaterials自1991年日本索尼公司開發(fā)成功以碳材料為負極的鋰離子電池（LixC6LiXInPCEC（1:1）Li1xCoO2）以來（LiX為鋰鹽），鋰離子電池已迅速向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，并在移動電話、攝像機、筆記本電腦、便攜式電器上大量應(yīng)用[1]。自鋰離子電池的商品化以來，研究的負極材料有以下幾種：石墨化碳材料、無定向碳材料、氮化物、硅基材料、錫基材料、新型合金

5、[2]。本文著重對鋰離子電池碳負極材料方面的研究進展進行評述。1.碳基負極材料的分類炭素材料的種類繁多，其結(jié)晶形式有金剛石、石墨、富勒烯、碳納米管是因為它的比容量可以達300mAhg。更重要的原因在于，與其他碳材料相比，MCMB的直徑為5~40μm，呈球形片層結(jié)構(gòu)且表面光滑，這賦予其以下獨特優(yōu)點：球狀結(jié)構(gòu)有利于實現(xiàn)緊密堆積，從而可制備高密度電極；MCMB的表面光滑和低的比表面積可以減少在充電過程中電極表面副反應(yīng)的發(fā)生，從而降低第一次充電

6、過程中的庫侖損失，球形片層結(jié)構(gòu)使Li可以在球的各個方面插入和放出，解決了石墨類材料由于各向異性過高引起的石墨片層溶脹、塌陷和不能快速大電流充放電的問題[6]。MCMB是焦油瀝青在400~500℃加熱成熔融狀態(tài)時沉淀出的微球，再在700~1000℃熱處理后可用作電池的負極材料[7]。但MCMB在微觀結(jié)構(gòu)仍為亂層無序狀，若再進一步提高熱處理溫度到2000℃以上，MCMB微晶尺寸變大，呈現(xiàn)出明顯的層狀結(jié)構(gòu)，得到石墨化程度高的MCMB[8]。圖