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锂离子负极材料

锂离子电池负极材料是电池的重要组成部分，决定着电池的性能和寿命。

负极材料主要负责储存锂离子，在充放电过程中与电解液发生反应。

课程大纲

概述主要内容

本课程将介绍锂离子电池负极材料的基础知识和必威体育精装版进展。锂离子电池简介和工作原理

涵盖负极材料的种类、特性、制备和性能评价等方面。负极材料的种类、性能要求

石墨、硅、锡等常用负极材料

负极材料的性能评价指标

负极材料的未来发展趋势

锂离子电池简介

锂离子电池是一种重要的二次电池，它以锂离子在正负极之间迁

移为工作原理。

锂离子电池具有高能量密度、高电压、循环寿命长等优点，在便

携式电子设备、电动汽车、储能系统等领域得到广泛应用。

锂离子电池的工作原理

1充电过程

锂离子从正极材料迁移到负极材料。正极材料失去锂离子，发生脱

锂反应，电势升高。负极材料获得锂离子，发生嵌入反应，电势降

低。

2放电过程

锂离子从负极材料迁移到正极材料。负极材料失去锂离子，发生脱

嵌反应，电势升高。正极材料获得锂离子，发生嵌入反应，电势降

低。

3循环过程

锂离子在正负极之间不断迁移，实现充放电循环。电池的充放电过

程是一个可逆的化学反应过程，由电解质中的锂离子传递完成。

负极材料的作用和要求

负极材料是锂离子电池中储存和释放锂离子的关键部分。

负极材料在充电时嵌入锂离子，在放电时释放锂离子，实现能量存储和释放。

负极材料需要具有良好的电化学性能，包括高容量、高倍率性能、优异的循环稳定性和安全性。

常见负极材料种类

1石墨类2合金类

石墨材料最常用，成本低、性能稳定。硅、锡、锗等合金材料具有高理论容量，但体积膨胀问题

需解决。

3金属氧化物类4碳纳米材料

铁氧化物、钛氧化物等，具有较高的理论容量，但导电率碳纳米管、石墨烯等，具有高比表面积、良好导电性。

低。

石墨负极材料

层状结构高理论容量循环稳定性成本低廉

石墨由碳原子层组成，层间通石墨负极材料的理论容量为石墨负极材料具有较好的循环石墨负极材料来源广泛，价格

过范德华力结合，形成层状结372mAh/g，在锂离子电池中稳定性，在多次充放电循环中低廉，适合大规模应用。

构，具有良好的导电性和离子可提供较高的储能能力。能够保持良好的性能。

扩散性能。

石墨的结构特征

层状结构六边形结构高导电性

石墨由碳原子以蜂窝状排列成层，层每个碳原子与相邻三个碳原子形成共石墨层内电子可以自由移动，因此具

间通过范德华力结合。