锂离子电池纳米负极材料的研究进展(2)

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， 由于其特殊的微观结构及形 貌 ，有望更加有效地提高材料的可逆嵌锂容量和循环 寿命。文章简要介绍了碳、 锡及某些金属合金纳 硅、 米材料作为锂离子电池负极材料的研究进展。收稿日期： ２００７－ ０４－ ０２ 基金项目： 广州市科技攻关计划（ ２００６Ｚ３－ Ｄ２０３１ ） 作 者 简 介 ： 饶 睦 敏 （ １９８４－ ） ， 男 ， 硕 士 生 ； 导 师 ： 李 伟 善 （１９６２－ ）， 男， 教授。 Ｂｉｏｇｒ ａｐｈｉｅｓ： ＲＡＯ Ｍｕ－ ｍｉｎ （ １９８４－ ） ，ｍａｌｅ ，ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｆｏｒ ｍａｓｔｅｒ；１ １．１示：碳纳米材料 碳纳米管（ＣＮＴｓ ）Ｌｉ＋在碳材料中的嵌入过程可以用下列反应式表 ｘＬｉ＋＋ｘｅ－ ＋ｎＣ ＬｉｘＣｎ（ １）石墨优良的容量保持率和稳定的结构优于金属 锂和二元合金而成为锂离 子 电 池 负 极 材 料 的 首 选 。 但同时石墨也存在着最初的几个循环有较大的不可 逆容量损失的问题， 另外锂和有机溶剂共同嵌入石 墨层及有机溶剂的分解， 均影响电池的性能。因此， 能够提高电池性能的碳纳米管和碳纳米掺杂的研究 引起了广大科研工作者们的兴趣。 碳纳米管是 近 年 来 发 现 的 一 种 新 型 碳 材 料 ， 碳 纳米管的管径仅为纳米级尺寸， 管与管之间相互交 错的缝隙也仅为纳米级尺寸。碳纳米管这种特殊的ｔｕｔｏｒ： ＬＩ Ｗｅｉ－ ｓｈａｎ （１９６２－ ） ， ｍａｌｅ ，ｐｒｏｆｅｓｓｏｒ．Ｖｏｌ．１３ Ｎｏ．２１３２Ａｐｒ．２００８电池工业第 １３ 卷第 ２ 期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｂａｔｔｅｒｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ２００８ 年 ４ 月微观结构使锂离子的嵌入深度小， 过程短 ， 锂离子不 仅可嵌入到管内各管径、 管芯， 而且可嵌入到管间的 缝隙之中 ， 从而为锂离子提供大量的嵌入空间位置， 有利于提高锂离子电池 的 充 放 电 容 量 及 电 流 密 度 。 碳纳米管这种优异的结构正是锂离子电池极好的电 极材料。碳纳米管具有类似石墨的层状结构， 较大的 层间距使锂离子更容易嵌脱， 管状结构在反复充放 电过程中不会崩塌， 抑制了充放电过程的体积变化， 有利于提高电池的充放电容量和循环稳定性。 张爱黎等 用热 分 解 法 以 纳 米 镍 粉 为 催 化 剂 制 备了碳纳米管。应用 Ｘ 射线衍射和透射电子显微镜 对碳纳米管的结构和形貌进行了研究。碳纳米管具 有与石墨类似的良好规整性， 拥有较高的可石墨化 度， 又具有纳米级的孔径， 因此具有良好的贮锂性 能。对碳纳米管的充放电性能研究结果表明， 碳纳米 管初始放电比容量为 ６５４