鋰離子電池負(fù)極材料以石墨類材料為主,主要包括人造石墨、天然石墨、軟/硬碳和中間相碳微球、鈦酸鋰;正在研究中的負(fù)極材料有鈦氧化物、錫與碳的復(fù)合物、硅的復(fù)合物，碳納米管、石墨新型材料。

天然石墨的資源豐富、成本低，自身的片層結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)鋰離子的可逆脫嵌;人造石墨制備技術(shù)成熟，且制備過(guò)程中二次粒子的隨機(jī)排列形成的孔隙結(jié)構(gòu)有利于電解液的滲透和鋰離子的擴(kuò)散，提高電池的充放電能力且循環(huán)性能良好，在目前的負(fù)極生產(chǎn)中占有大比例優(yōu)勢(shì);中間相碳微球?yàn)榍蛐云瑢宇w粒，循環(huán)性能較好，電極密度高，但容量較低、制造成本高;軟碳材料雖然有較高容量值，但其快的衰減速度造成實(shí)際應(yīng)用的障礙;硬碳材料較易制備，循環(huán)壽命較高，已獲得部分實(shí)際應(yīng)用。

鈦酸鋰負(fù)極材料功率特性高、安全性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、可快速充放電、具有良好的循環(huán)性能，高低溫性能優(yōu)異，在鋰離子嵌入或脫出的過(guò)程中，材料的體積幾乎不發(fā)生變化，不與電解液發(fā)生反應(yīng)，具有很高的安全性，很有可能成為新一代鋰離子動(dòng)力電池負(fù)極材料的主要發(fā)展方向;但是成本高、能量密度、電導(dǎo)率低，且工藝技術(shù)不成熟。

碳硅復(fù)合材料可以有效改善硅負(fù)極循環(huán)性能，緩解循環(huán)過(guò)程中電極的體積膨脹;氧化釩負(fù)極材料能量效率高，循環(huán)性能優(yōu)異，容量衰減少;過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極因其高的理論容量而受到日益關(guān)注，但在放電過(guò)程中由于生成低密度的氧化鋰會(huì)造成電極體積的膨脹，使電池容量發(fā)生衰減。四氧化三鐵(Fe3O4)因其較好的電導(dǎo)率、循環(huán)穩(wěn)定性在過(guò)渡金屬氧化物負(fù)極材料中引起廣泛的關(guān)注，材料理論容量高、資源豐富且安全無(wú)毒;Li3V2(PO4)3 負(fù)極材料具有優(yōu)良的容量穩(wěn)定性及低溫性能。

2.負(fù)極材料的研發(fā)

目前負(fù)極材料主要研究嵌入型、合金化型、轉(zhuǎn)化型;主要研發(fā)材料有硬碳、軟碳、硅碳;提高工藝成熟度、穩(wěn)定性和效率;目前研究較多的負(fù)極材料有納米尺度硅及硅合金(主要是解決硅負(fù)極材料因體積變化大造成的容量衰減速度快的問(wèn)題)，金屬氧化物(氧化鐵、氧化鈦)替代石墨，通過(guò)包覆或控制其材料粒徑、形貌，以提高其導(dǎo)電性，合金研究主要是材料的納米化、多組分復(fù)合，碳納米管、石墨新型負(fù)極材料正在研究中，將為鋰離子電池的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

3.負(fù)極材料的發(fā)展趨勢(shì)

(1)石墨負(fù)極的優(yōu)化

離子摻雜可有效改善材料的功率特性、循環(huán)穩(wěn)定性，包覆處理有效抑制粒子長(zhǎng)大，同時(shí)提高電子電導(dǎo)率，獲得良好的電化學(xué)性能

(2)材料納米化

碳納米管、石墨烯就是其中的代表，分散態(tài)的球狀納米結(jié)構(gòu)比表面積較高，可以顯著提高材料的比容量、循環(huán)性能、倍率性能。

(3)新型化

為了不斷提升鋰離子動(dòng)力電池的能量密度，今后負(fù)極材料的重點(diǎn)發(fā)展方向?qū)⑥D(zhuǎn)向新型碳活性物質(zhì)、合金類材料.