用作鋰離子電池的負極材料應(yīng)滿足以下要求：

a、嵌、脫鋰電位低而平穩(wěn):

b、嵌、脫鋰容量大；

C、首次循環(huán)過程的不可逆容量小；

d、電化學(xué)循環(huán)性能好；

e、嵌鋰過程中尺寸和機械穩(wěn)定性好；

f、在電解質(zhì)溶液中穩(wěn)定；

g、制備容易、造價低；

h、無環(huán)境污染。用作鋰離子電池負極材料的種類繁多。根據(jù)主體相的化學(xué)組成可以分為無機非金屬材料、金屬材料、金屬一非金屬復(fù)合材料、金屬氧化物和其它材抖。由于石墨類碳材料是目前商品化鋰離子電池的通用負極材料，這里重點介紹石墨類炭負極材料。

 

無機非金屬類負極材料用作鋰離子電池負極的無機非金屬負極材料主要是碳材料、硅材料以及其它不同非金屬的復(fù)合材料。

 

碳材料主要包括石墨類碳材料和非石墨化碳材料。石墨類碳材料包括天然石墨、中間打I石墨微球和碳纖維等。這些材料都具有典型石墨層面結(jié)構(gòu)，是鋰離子電池常用的負極材料。

 

從結(jié)構(gòu)上講，天然石墨或人工石墨具有典型的層狀結(jié)構(gòu)，理想的石墨層面間距約為0.3354nm，碳六元環(huán)的相鄰原子間距為0.1415nm，按照石墨層而的堆積順序，石墨有兩種常見的微品結(jié)構(gòu)，一種是層面按照ABCAB堆積形成的具有菱面體對稱的((3R)晶胞，屬R3m空間群，另一種是按ABABAB順序排列形成的六方晶系(ZH)，屬P63/mmc空間群。

由于鋰離子的半徑為0.078nm，遠小于石墨微品的層面間距，因此，可用充電的方法使鋰離子嵌入到石墨層間，分布在碳原子的六元環(huán)中間；也可以用放電的方法脫嵌鋰離子，由于鋰離子在石墨中的最大理論嵌入狀態(tài)為鋰離子分布在所有不相鄰的六元環(huán)中間，Li與C的化學(xué)計量比為1:6，因此，石墨負極的理論容量C=372.22mA.h/g。

 

石墨類負極材料是商品化鋰離子電池常用的負極材料。不僅結(jié)晶度和微觀構(gòu)造影響石墨材料用作鋰離子電池負極材料的電化學(xué)性能，電解液的組成也在很大程度上影響其嵌鋰容量、壽命和倍率充放電性能等，因此。石墨類負極材料的研究焦點主要有：不可逆容量損失的機理和抑制方法，石墨結(jié)構(gòu)與電化學(xué)性能的關(guān)系和電解液體系的最優(yōu)化等。