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看,这类材料要达到实际应用,还需要进一步深入研究。

SnO/SnO2 用作 LIB 负极具有比

容量高、放电电位比较低

(在 0.4~0.6V vs Li/Li+附近)的优点。但其首次不可逆容量损失大、

容量衰减较快,放电电位曲线不太平稳。

SnO/SnO2 因制备方法不同电化学性能有很大不

同。如低压化学气相沉积法制备的

SnO2 可逆容量为 500mAh/g 以上,而且循环寿命比较

理想,

100 次循环以后也没有衰减。在 SnO(SnO2)中引入一些非金属、金属氧化物,如

B、Al、Ge、Ti、Mn、Fe 等并进行热处理,可以得到无定型的复合氧化物称为非晶态锡基复合

氧化物

(Amorphous Tin-based Composite Oxide 简称为 ATCO)。与锡的氧化物

(SnO/SnO2)相比锡基复合氧化物的循环寿命有了很大的提高,但仍然很难达到产业化标

准。

      纳米负极材料主要是希望利用材料的纳米特性,减少充放电过程中体积膨胀和收缩对

结构的影响,从而改进循环性能。实际应用表明:纳米特性的有效利用可改进这些负极材料

的循环性能,然而离实际应用还有一段距离。关键原因是纳米粒子随循环的进行而逐渐发生

结合,从而又失去了纳米粒子特有的性能

,导致结构被破坏,可逆容量发生衰减。此外,纳

米材料的高成本也成为限制其应用的一大障碍。

      某些金属如 Sn、Si、Al 等金属嵌入锂时,将会形成含锂量很高的锂-金属合金。如 Sn 的

理论容量为

990mAh/cm3,接近石墨的理论体积比容量的 10 倍。合金负极材料的主要问

题首次效率较低及循环稳定性问题,必须解决负极材料在反复充放电过程中的体积效应造

成电极结构破坏。单纯的金属材料负极循环性能很差,安全性也不好。采用合金负极与其他

柔性材料复合有望解决这些问题。

      总之,非碳负极材料具有很高的体积能量密度,越来越引起引起科研工作者兴趣,但

是也存在着循环稳定性差,不可逆容量较大,以及材料制备成本较高等缺点,至今未能实

现产业化。负极材料的发展趋势是以提高容量和循环稳定性为目标,通过各种方法将碳材料

与各种高容量非碳负极材料复合以研究开发新型可适用的高容量、非碳复合负极材料。