2.2 硅負極材料

硅負極材料，其3590mAh/g理論容量，和與碳類似的性質(zhì)，使得其一直是負極材料研究的重要領(lǐng)域，被認為是最有可能替代碳材料的方向。其主要缺陷在于，當鋰離子嵌入時，離子與硅基材的作用力過于顯著，使得材質(zhì)層間距離明顯增大，充電和放電過程，硅材料的體積一下膨脹，一下收縮。這造成材質(zhì)內(nèi)部很快積聚大量內(nèi)應(yīng)力，造成負極難于長期穩(wěn)定工作。同時，硅材料表面也需要SEI膜的保護，體積的實時改變，使得SEI膜難于長期穩(wěn)定附著在電極表面，也是硅材料的一個問題。

當前對于硅材料的應(yīng)用，大多采用與碳材料復(fù)合的形式。碳核，外面包裹一層硅材料，最外層再裹上一層碳材料。這樣，希望在能夠利用硅的高容量的同時，用碳吸收部分硅的體積變化。硅碳復(fù)合不止前面描述的這一種形式，人們正在想盡一切辦法把硅引入負極應(yīng)用中來。

2.3 鈦酸鋰

鈦酸鋰，被認為是當前最安全的負極材料。它不僅不需要SEI膜的緩沖，也不會造成負極被侵蝕的問題，而且還能吸收正極副反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣。因為這些特點，其循環(huán)壽命達到2萬次以上，并且極大降低熱失控風險。它的唯一缺陷就是容量低，理論比容量只有175m A h / g，對于追求續(xù)航的使用者來說，確實是一個問題。

3理想的負極材料長什么樣

討論一下，好的負極材料需要什么樣的性質(zhì)。

首先，具有低的放電平臺，使得能有多種正極材料與之配合形成放電電壓高的二次電池。這一個條件將很多材質(zhì)擋在了門外。

其次，材料具備較多的孔穴結(jié)構(gòu)，能夠容納鋰離子，同時材質(zhì)本身的分子量越小越好。這既與材質(zhì)類型有關(guān)，也與材質(zhì)實際物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。不能一概的說碳材料就沒有硅材料容量大。當技術(shù)手段發(fā)展到足夠高的水平，能夠擺布分子原子級別的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，結(jié)構(gòu)將會比原子類型更重要；

最后，材料容易獲得，換句話說，應(yīng)該便宜。當然，很多新產(chǎn)品，最初都是昂貴的，但隨著量的上升，生產(chǎn)成本也隨之下降。我們當前的石墨負極鋰電池就是最好的例子。