鋰離子電池石墨負(fù)極材料的優(yōu)缺點是什么？

近年來，碳作為鋰離子電池的負(fù)極材料引起了廣泛的注意。重要是因為防止使用性質(zhì)活潑的金屬鋰，減少在負(fù)極表面形成的鋰枝晶，從而得到高的安全性和良好的循環(huán)性能。不同類型碳的電化學(xué)性能差異較大，其中石墨由于具有高的主體容量(LiC6)和低的電極電勢(0。01～0。2V)而被認(rèn)為是比較合適的負(fù)極材料。但使用石墨作負(fù)極時最重要的缺點是在第1次充放電過程中電解液分解造成較大的不可逆容量，而溶劑分子的共嵌入則直接導(dǎo)致了石墨層的塌陷，從而使電極的循環(huán)壽命急劇衰減。對同一種石墨材料，在電極制備過程中，粘合劑、導(dǎo)電碳黑的比例以及顆粒度分布對其電化學(xué)性能也有較大影響。

本文利用循環(huán)伏安及電化學(xué)容量測試技術(shù)，研究了以人造-修飾石墨作為鋰離子電池基質(zhì)材料制備負(fù)極板時的各種影響因素，以期獲得最佳組成，以利于提高鋰離子電池綜合性能，為該類電池負(fù)極的設(shè)計與材料的選擇供應(yīng)實驗依據(jù)。

在現(xiàn)實生活中，石墨除了能用來生產(chǎn)耐火材料、耐磨潤滑材料、高溫冶金材料外，還是目前主流商業(yè)化的鋰電負(fù)極材料。

天然石墨和人造石墨一直是使用最大的負(fù)極材料，但是人造石墨由于在生產(chǎn)過程中要高溫處理，使其生產(chǎn)成本大幅提高并對環(huán)境出現(xiàn)不利影響。

相關(guān)于人造石墨而言，天然石墨有很多優(yōu)點，它的成本低、結(jié)晶程度高，提純、粉碎、分級技術(shù)成熟，充放電電壓平臺低，理論比容量高等，這些為其在鋰離子電池行業(yè)的應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

石墨材料因具有穩(wěn)定性高、導(dǎo)電性好、來源廣等優(yōu)點，被認(rèn)為是目前較為理想的鋰離子電池負(fù)極材料。但天然石墨負(fù)極比容量及倍率性能不能滿足高性能負(fù)極材料的要，為解決這一問題，研究者們對其進行了一系列的改性研究。

鋰離子電池石墨負(fù)極材料優(yōu)點：

（1）石墨來源廣泛，儲量豐富；

（2）經(jīng)過改性后振實密度較高；

（3）電化學(xué)性能較為穩(wěn)定；

（4）實際比容量密度可以與理論比容量相接近。

鋰離子電池石墨負(fù)極材料缺點：

（1）克容量不足，難以滿足動力鋰電池的實際需求；

（2）純度較低，副反應(yīng)較多；

（3）層狀結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，經(jīng)過長時間充放電循環(huán)后易坍塌，導(dǎo)致比容量嚴(yán)重下降以及儲能壽命大幅度縮短；

（4）倍率性能較差，不能進行大電流充放電，則否會損害電池；

（5）充放電平臺過低。