石墨纳米笼用于锂离子电池负极材料的研究(3)
1.3 锂离子电池负极材料研究进展
锂离子电池能够成功应用的关键在于制备出了能可逆的嵌入和脱出锂离子的负极材料,因此,对负极材料的研究非常重要。目前，发展高比容量锂离子电池的关键在于制备能够可逆插入和脱插锂离子的负极材料。这类材料应满足以下要求[6,7]：
(1)锂离子在负极材料中的插入氧化还原电位尽可能低，接近金属锂的电位，从而使电池的输出电压高；
(2)在锂离子电池负极材料中大量的锂能够尽可能多地在主体材料中可逆地脱嵌，以得到高容量密度负极材料；
(3)在整个插入/脱插过程中，主体结构没有或很少发生变化，以确保良好的循环性能；
(4)氧化还原电位随锂离子插入量的变化应该尽可能小，这样电池的电压不会发生显著变化，这样可保持较平稳的充电和放电；
(5)插入化合物应有良好的电子电导率和离子电导率以及较大的锂离子扩散系数，这样可以减少极化，并能进行大电流充放电；
(6)主体材料具有良好的热力学稳定性和表面结构，能够与液体电解质形成良好的固体电解质界面（SEI，solidelectrolyte interface）膜，在形成SEI膜后应具有良好的化学稳定性，在整个电压范围内不与电解质等发生反应；
(7)从实用角度来看，负极材料应该具有价格便宜，资源丰富，对环境无污染，制备工艺尽可能简单等。
锂离子电池负极材料主要分以下几类：碳材料；锡基材料；硅基材料；氮化物；过渡金属氧化物和其它一些新型合金阳极材料。图2为不同负极材料的工作电压和容量