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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 电化基础 » 关于锂离子电池负极材料的疑问
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yuziqun

新虫 (小有名气)

[求助] 关于锂离子电池负极材料的疑问 已有4人参与

我是个菜鸟，一直有疑问的是，锂离子电池负极材料的比容量一直以来都是比正极材料高的，为什么还有很多人在研究负极材料，那么研究提高负极材料的比容量有什么意义呢？
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1楼 2015-11-09 11:08:56
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tanglianxing

木虫 (著名写手)

锂电材料“砖家”

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
pengtao1203: 金币+5 2015-11-10 09:04:04
之所以疯狂的研究负极材料的原因有如下两点：
1、锂离子电池本身所使用的材料类型和锂离子电池特点所决定，锂离子电池又称为“摇椅式电池”，在摇椅中起关键作用的是Li离子；目前所有的锂离子电池中其摇椅活性锂离子均是来自于正极材料；因此正极材料中首先必须含有“Li”这种活性元素；同时，由于“Li”的嵌入脱出，其本身是不发生氧化还原的，因此，在正极当中又必须要有一个可以变价的元素来充当氧化还原的角色；这就是过度金属元素，那么过度金属元素和锂结合同时需要相应的阴离子形成化合物；在加上晶体结构和电化学活性方面的考虑，其实可供选择的材料类型大体上已经定型；所以研究的范围不会很宽广；当然这里未讨论一些有机体系（目前仅仅处于理论研究阶段）。
2、电池能量密度需要，电池是有正极、负极、隔膜、电解液、壳体再加上一些辅料组成；在其他辅料应用降到极致的情况下；能量密度关键的影响因素就是正极负极的比能量密度，正极压实4.1*容量160达到650多，而负极石墨压实1.6*容量350约为560左右；实际上正极仍然是高于负极的比能量密度的；而对于正极来说，提升压实和克容量发挥基本上是不太可能的事情了，因为压实已经接近其理论的密度；而容量同样对于满足结构稳定的情况下已经接近极限。
3、加上刚刚说到了，正极材料所能够选择的类型就那么几种，而负极由于没有Li这个元素的限制，可选的种类就很多并且初见端倪的合金负极，硅碳负极等都是经过很长时间研究的，离应用的距离要短得多，所以，很多人花大力气进行产业化研究。
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“砖家”到处有，中国特别多。
4楼2015-11-09 14:33:33
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