一、在負極材料部分，鋰離子電池的負極材料重要是：

A、石墨系碳（graphite）

a、天然石墨

b、人工石墨

c、類石墨（如MCMB,MesoCarbonMicroBeads）

B、非石墨碳材（如焦碳系，coke）

由于石墨系的重量能量密度較高且材料結(jié)構(gòu)具較高的規(guī)則性，所以第一次放電的不可逆電容量會較低，另外石墨系負極材料具有平穩(wěn)工作電壓用途，對電子產(chǎn)品的使用和充電器的設(shè)計較具優(yōu)勢。而另一種類的焦炭系與碳黑系﹝carbonblack﹞的負極材料在第一次充放電反應的不可逆電容量很高，此材料可以在較高的C-rate下作充放電，放電曲線較斜，有利于使用電壓監(jiān)控電池容量的消耗。

石墨為層狀結(jié)構(gòu)，由碳網(wǎng)平面沿C軸堆積而成，層間距為3.36A。平面碳層由碳原子呈六角形排列并向二維方向延伸，碳層間以弱的范德華力結(jié)合，鋰嵌在碳層之間

石墨的實際比容量為320340mAh/g。平均嵌鋰電位約為0.1V（VSLi+/Li），第一周充放電效率約為8284%，迴圈性能好，且價格低廉（＜10元/Kg）。

★石墨類的製備:

①中間相碳微球（MesophaseCarbonMicroBeads,MCMB）是用煤焦油瀝青、石油重質(zhì)油等在350500℃溫度下加熱并經(jīng)分離、洗滌、乾燥和分級等過程制得的平均粒徑6-10微米的碳微球，然后于28000C下進行石墨化熱處理制得的碳材料。其外形呈球形，晶體結(jié)構(gòu)同石墨基本一致。

MCMB的實際比容量約為310330mAh/g，平均嵌鋰電位約為0.15V（VSLi+/Li），第一周充放電效率約為88%90%，迴圈性及大電流性能好，是目前為止最為理想的負極材料，但價格昂貴（約300元/Kg）

②氣相成長碳纖（Vapor-GrownCarbonFiber,VGCF）是以碳氫化合物經(jīng)化學蒸鍍（CVD）反應，再用不同溫度經(jīng)熱處理而成

★非石墨類的製備:

①可石墨化碳類----軟碳:重要為焦碳﹝Coke﹞類，可由瀝青或煤渣而來。

②不可石墨化類----硬碳（最具發(fā)展?jié)摿Γ?。硬碳不易石墨化。是一種與石墨不同的近似非晶結(jié)構(gòu)的碳材料，晶體尺寸較小，通常在幾個納米以下，呈無規(guī)則排列，有細微空隙存在，是利用高分子先驅(qū)物（polymerprecursor），在不同溫度下經(jīng)熱解所形成的無次序碳材而得到。其重要特點：嵌鋰容量高，一般可達600mAh/g以上。問題：

I.第一周充放電效率低，一般不超過60%。

II.迴圈性能差。

C、錫基金屬間化合物及複合物、錫基複合氧化物

Sn與Li能可逆地形成組成為Li4.4Sn的合金，七十年代開始就引起了人們的廣泛關(guān)注。由于Sn貯鋰脫鋰過程體積膨脹超過200%，極易引起電極粉化，導致迴圈性能迅速衰減。如何穩(wěn)定材料結(jié)構(gòu)，防止電極粉化是一直以來研究的重點。

近年來，人們發(fā)現(xiàn)將Sn均勻的分佈在對鋰惰性的金屬或化合物、複合物中，可較好地緩沖電極的膨脹，抑制電極粉化問題，從而獲得比較好的迴圈性能。

D、過渡金屬氮化物（LiMN，M=Co，Ni，Cu等）

Li2.6Co0.4N為層狀結(jié)構(gòu)，Li2N形成層面鋰嵌入在層間，Co替代部分鋰穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。其具有非常高的嵌鋰容量（約900mAh/g），較好的迴圈性能，較合理的嵌鋰電位（平均嵌鋰電位0.3V（VS.Li+/Li））