锂离子电池负极材料要求具有哪些特征?
(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,即可逆的x值尽可能大;
(3)在插入/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,这样尽可能大;
(4)氧化还原电位随x的变化应该尽可能少,这样电池的电压不会发生显著变化,可保持较平稳的充电和放电;
(5)插入化合物应有较好的电导率和离子电导率,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)从实用角度而言,主体材料应该便宜,对环境无污染。
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