详细解析锂离子电池的负极材料

详细解析锂离子电池的负极材料

一 概述

负极材料，是电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用。在电池成本中，负极材料约占了5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一。

全球锂电池负极材料销量约十余万吨，产地主要为中国和日本，根据现阶段新能源汽车增长趋势，对负极材料的需求也将呈现一个持续增长的状态。目前，全球锂电池负极材料仍然以天然/人造石墨为主，新型负极材料如中间相炭微球（MCMB）、钛酸锂、硅基负极、HC/SC、金属锂也在快速增长中。

负极材料主要供应商

作为锂离子嵌入的载体，负极材料需满足以下要求：

锂离子在负极基体中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输入电压高；

在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱嵌以得到高容量； 在插入/脱嵌过程中，负极主体结构没有或很少发生变化；

氧化还原电位随Li的插入脱出变化应该尽可能少，这样电池的电压不会发生显著变化，可保持较平稳的充电和放电；

插入化合物应有较好的的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电流充放电；

主体材料具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI；

插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性，在形成SEI后不与电解质等发生反应；

锂离子在主体材料中有较大的扩散系数，便于快速充放电； 从实用角度而言，材料应具有较好的经济性以及对环境的友好性。