负极资料的功能和一般制备办法

负极资料的电导率一般都较高，则挑选电位尽可能挨近锂电位的可嵌入锂的化合物，如各种碳资料和金属氧化物。可逆地嵌入脱嵌锂离子的负极资料要求具有：

1）在锂离子的嵌入反响中自由能改变小；

2）锂离子在负极的固态结构中有高的分散率；

3）高度可逆的嵌入反响；

4）有杰出的电导率；

5）热力学上安稳，一起与电解质不发作反响。

研讨作业首要会集在碳资料和具有特别结构的其它金属氧化物。石墨、软碳、中相碳微球已在国内有开发和研讨，硬碳、碳纳米管、巴基球C60等多种碳资料正在被研讨中。日本Honda Researchand Development Co．，Ltd的K．Sato等人使用聚对苯撑乙烯（Polyparaphenylene——PPP）的热解产品PPP－700（以必定的加热速度加热PPP至700℃，并保温必定时刻得到的热解产品）作为负极，可逆容量高达680mA·h/g。美国MIT的MJMatthews报导PPP－700储锂容量（Storagecapacity）可达1170mA·h/g。若储锂容量为1170mA·h/g，跟着锂嵌入量的添加，从而进步锂离子电池功能，笔者以为往后研讨将会集于更小的纳米标准的嵌锂微结构。简直与研讨碳负极一起，寻觅电位与Li＋／Li电位附近的其他负极资料的作业一向遭到重视。锂离子电池中所用碳资料尚存在两方面的问题：

1）电压滞后，即锂的嵌入反响在0～0．25V之间进行（相对于Li＋／Li）而脱嵌反响则在1V左右发作；

2）循环容量逐步下降，一般通过12～20次循环后，容量降至400～500mA·h/g。

理论上的进一步深化还有赖于各种高纯度、结构规整的质料及碳资料的制备和更为有用的结构表征办法的树立。日本富士公司开发出了锂离子电池新式锡复合氧化物基负极资料，除此之外，已有的研讨首要会集于一些金属氧化物，其质量比能量较碳负极资料大大进步。如SnO2，WO2，MoO2，VO2，TIO2，LixFe2O3，Li4TI5O12，Li4Mn5O12等[24]，但不如碳电极老练。锂在碳资猜中的可逆高贮存机理首要有锂分子Li2构成机理、多层锂机理、晶格点阵机理、弹性球－弹性网模型、层－边端－外表储锂机理、纳米级石墨储锂机理、碳－锂－氢机理和微孔储锂机理。石墨，作为碳资猜中的一种，早就被发现它能与锂构成石墨嵌入化合物（Graphite IntercalaTIon Compounds）LiC6，但这些理论还处于开展阶段。负极资料要战胜的困难也是一个容量循环衰减的问题，但从文献可知，制备高纯度和规整的微结构碳负极资料是开展的一个方向。

一般制备负极资料的办法可总述如下：

1）在必定高温下加热软碳得到高度石墨化的碳；嵌锂石墨离子型化合物分子式为LiC6，其间的锂离子在石墨中嵌入和脱嵌进程动态改变，石墨结构与电化学功能的联系，不可逆电容量丢失原因和进步办法等问题，都得到很多研讨者的讨论。2）将具有特别结构的交联树脂在高温下分化得到的硬碳,可逆电容量比石墨碳高，其结构受质料影响较大，但一般文献以为这些碳结构中的纳米微孔对其嵌锂容量有较大影响，对其研讨首要会集于使用特别分子结构的高聚物来制备含更多纳米级微孔的硬碳。

3）高温热分化有机物和高聚物制备的含氢碳。这类资料具有600～900mA·h/g的可逆电容量，因此遭到重视，但其电压滞后和循环容量下降的问题是其最大使用妨碍。对其制备办法的改善和理论机理解说将是研讨的要点。

4）各种金属氧化物其机理与正极资料相似.

也遭到研讨者的留意，研讨方向首要是获取新式结构或复合结构的金属氧化物。

5）作为一种嵌锂资料，碳纳米管、巴基球C60等也是当时研讨的一个新热门，成为纳米资料研讨的一个分支。碳纳米管、巴基球C60的特别结构使其成为高电容量嵌锂资料的最佳挑选。

从理论上说，纳米结构可提供的嵌锂容量会比现在已有的各种资料要高，其微观结构已被广泛研讨并取得了很大发展，但怎么制备恰当堆积方法以取得优异功能的电极资料，这应是研讨的一个重要方向。