锂离子电池纳米负极材料的研究进展

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电池工业第 １３ 卷第 ２ 期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｂ ａｔｔｅｒｙ Ｉ ｎｄｕｓｔｒｙ２００８ 年 ４ 月锂离子电池纳米负极材料的研究进展饶睦敏， 黄启明， 李伟善（ 华南师范大学 化学与环境学院， 广州 ５１０００６ ）摘要： 纳米材料可望大幅度提离锂离子电池的比能量。综述了近年来锂离子电池纳米负极材料的研 究进展， 包括碳、 锡基纳米材料以及某些金属合金纳米材料； 介绍了各种纳米材料的储锂机理以 硅、 及作为锂离子电池负极材料的优缺点。 关键词： 锂离子电池； 负极材料； 纳米材料 中图分类号： ＴＭ９１２．９ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００８－ ７９２３（２００８）０２－ ０１３２－ ０５Ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｐｒ ｏｇｒ ｅｓｓ ｏｆ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ ｆｏｒ Ｌｉ－ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒ ｉｅｓＲＡＯ Ｍｕ－ ｍｉｎ， ＨＵＡＮＧ Ｑｉ－ ｍｉｎｇ， ＬＩ Ｗｅｉ－ ｓｈａｎ（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１０００６， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｌｉ－ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｎａｇａｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ， ｓｉｌｉｃｏｎ， ｔｉｎ ａｎｄ ａｌｌｏｙｓ， ｆｏｒ Ｌｉ － ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ｗａｓ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｍａｔｅ－ ｒｉａｌｓ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｌｉ－ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ； ｎｅｇａｔｉｖｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ； ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ由于纳米微粒具有很多独特的物理及化学特性 ， 包括表面效应、 小尺寸效应、 量子尺寸效应和宏观量 子隧道效应等 ， 因此纳米活性材料具有比表面大、 锂 离子嵌入脱出深度小、 行程短的特点， 使电极在大电 流下充放电极化程度小 ， 可逆容量高， 循环寿命长， 抑 制了充放电过程引起的体积变化。纳米材料、 纳米复 合材料作为嵌锂材料