锂离子电池负极材料选择的要求
(1) 锂离子在负极基体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) 在基体中大量的锂能够发生可逆插入和脱插,以得到高容量密度
(3) 在整个插入/脱插过程中,锂的插入和脱插应可逆,且主体结构没有或很少发生变化,从而确保良好的循环性能
(4) 氧化还原电位随x的变化应尽可能小,保持较平稳的充电和放电
(5) 插入化合物应有较好的电子电导率(σe)和离子电导率(σLi+),这样可减少极化,并能进行大电流充放电
(6) 主体材料具有良好的表面结构,能够与液体电解质形成良好的SEI(solid-electrolyte interface)膜
(7) 插入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性,在形成SEI膜后不与电解质等发生反应
(8) 锂离子在主体材料中有较大的扩散系数,便于快速充放电
(9) 从用实用角度,主体材料应该便宜,对环境无污染
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