动力锂电池负极材料

相对而言，针对锂离子电池负极材料的研究，没有正极材料那么多，但是负极材料对锂离子电池性能的提高仍起着至关重要的作用，锂离子电池负极材料的选择应主要考虑以下几个条件：

1.应为层状或隧道结构，以利于锂离子的脱嵌；

2.在锂离子脱嵌时无结构上的变化，具有良好的充放电可逆性和循环寿命；

3.锂离子在其中应尽可能多的嵌入和脱出，以使电极具有较高的可逆容量；

4.氧化还原反应的电位要低，与正极材料配合，使电池具有较高的输出电压；

5.不可逆放电比容量较小；

6.与电解质溶剂相容性好；

7.资源丰富、价格低廉；

8.安全性好；

9.环境友好。

锂离子电池负极材料的种类繁多，根据化学组成可以分为金属类负极材料(包括合金)、无机非金属类负极材料及金属氧化物类负极材料。

1)金属类负极材料
这类材料多具有超高的嵌锂容量。研究的负极材料是金属锂。由于电池的安全问题和循环性能不佳，金属锂作为负极材料并未得到广泛应用。近年来，合金类负极材料得到了比较广泛的研究，如锡基合金，铝基合金、镁基合金、锑基合等，是一个新的方向。

2)无机非金属类负极材料
用作锂离子电池负极的无机非金属材料主要是碳材料、硅 材料及其它非金属的复合材料。

3)过渡金属氧化物材料：这类材料一般具有结构稳定，循环寿命长等优点，如锂过渡氧化物(钛酸锂等)、锡基复合氧化物等。

就当前的市场而言，在大规模商业化应用方面，负极材料仍然以碳材料为主，石墨类和非石墨类碳材料都有应用。在汽车及电动工具领域，钛酸锂作为负极材料也有一定的应用，主要是具有非常优异的循环寿命、安全性和倍率性能，但是会降低电池的能量密度，因此不是市场主流。其他类型的负极材料，除了SONY在锡合金方面有产品推出，大多仍以科学研究和工程开发为主，市场化应用的比较少。

就未来的发展趋势而言，如果能有效解决循环性能， 硅基材料将可能取代碳材料成为下一代锂离子电池的主要负极材料。锡合金，硅合金等合金类的负极材料， 也是一个非常热门的方向，将走向产业化。此外，安全性和能量密度较高的铁氧化物，有可能取代钛酸锂(LTO) ，在一些长寿命和安全性要求较高的领域，得到广泛应用。